Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La validation temporelle des systèmes temps réel est nécessaire dans le cadre d’applications critiques tels l’aéronautique, le spatial ou l’automobile. Il s’agit, dans ces systèmes, de garantir les temps de réponse des tâches ainsi que le déterminisme de leurs communications. En raison de la complexité des systèmes actuels ainsi que de leur criticité, il est nécessaire de mettre en place une démarche de conception réduisant le temps de développement et ainsi le temps de mise en marché (time-to-market), tout en réduisant les risques d’erreurs de conception.Ce contexte rend l’ingénierie dirigée par les modèles particulièrement adaptée au développement de ce type de système. Les contributions de cette thèse partent des constats suivants. Premièrement, malgré la multitude des modèles d’analyses existants les modèles actuels ne peuvent retranscrire de nombreux cas rencontrés en industrie. Pour pouvoir analyser ces cas, il est nécessaire de les adapter `a l’analyse. Le deuxième constat porte sur l’adaptation qui n’est toujours pas simple surtout quand il existe une disparité sémantique entre les langages de description d’architecture et les modèles d’analyse ce qui nécessite de les rapprocher. Le dernier constat porte sur les difficultés dans la modélisation des systèmes distribués complexes car à moins de connaître le système complet, la représentation globale et sa validation temporelle reste coûteuse.Cette thèse propose des outils et méthodes pour améliorer le processus de modélisation et d’analyses temps réel. La première contribution consiste en la mise en place d’un référentiel de transformation de modèles endogène pour effectuer une adaptation conservative des modèles industriels aux modèles d’analyses. Dans l’optique de réduire l’écart sémantique entre les langages de description et les modèles d’analyse, cette thèse propose également une modélisation incrémentale des réseaux temps réel en vue de leur validation temporelle car les langages existants les considèrent de fa¸con limitée. La troisième contribution de la thèse porte sur la réduction des artéfacts de modélisation par extraction et élagage de méta-modèles afin d’obtenir les éléments nécessaires par rapport au points de vue d’analyse souhait´es.Toutes ces contributions sont implémentées dans des frameworks intégrant les processus d’analyses temps réel tels Time4Sys et MoSaRT et utilisées, dans le cadre d’un projet collaboratif, par des partenaires industriels. / The timing validation of real-time systems is mandatory for critical applications such as aeronautics,aerospace or automotive systems. The aim is to guarantee tasks response time and messages transmission time on networks. As for the criticality of these complex systems, it is necessary to implement a design process that reduces the development time therefore the time-to-market while reducing design errors risks.This context makes model-driven engineering well adapted for the development of critical real-time systems.The contributions of this thesis rely on the following observations. First of all, despite the existence of various analysis models, they often cannot represent perfectly some industrial cases. To analyze these cases,an adaptation is required to make them analyzable with existing tests. However, the adaptation is not quite easy especially in case of a semantic gap between systems description languages and analysis models. Also,several difficulties have been noticed to design and analyze an entire distributed complex system in one-shot unless knowing well the full system.In this PhD thesis, tools and methods are proposed to ease and improve the modeling and analysis processes of real-time systems. The first thesis contribution consists of implementing a rule-based endogenous transformation repository dedicated to adapt conservatively industrial models to the analysis models. The second contribution is focused on real-time networks and is dedicated to reduce the semantic gap between description languages and analysis models by proposing artefacts allowing to design networks on an incremental way. Moreover, this thesis proposes to reduce modeling artifacts using extraction and meta-models pruning inorder to retrieve useful elements referring to chosen analysis viewpoints.All these contributions are implemented in modeling frameworks integrating real-time analyses processes such as Time4Sys and MoSaRT, and used in a collaborative project by industrial partners.

Dans cette thèse nous étudions les algèbres des polynômes qui sont bornés sur un ensemble semi-algébrique non borné. Tout d'abord nous abordons le problème consistant à déterminer si un polynôme est borné sur un ensemble. Nous résolvons ce problème pour les polynômes à deux variables définis sur des ensembles semi-algébriques quelconques. Dans la section suivante nous donnons une méthode pour déterminer des générateurs de l'algèbre des polynômes bornés et ce pour une large classe de semi-algébriques du plan réel. Dans la section 3 nous établissons une relation entre les valeurs de bifurcation du complexifié d'un polynôme $f$ à deux variables et la stabilité de la famille d'algèbres des polynômes bornés sur les ensembles ${fle c}$. Dans la section 4 nous décrivons la structure de l'algèbre des polynômes bornés sur un certain type de sous-ensembles de $mathbb{R}^n$ avec $n$ arbitraire, que nous appelons tentacules pondérées. Nous donnons aussi une preuve géométrique du fait que l'algèbre d'un sous-ensemble non borné d'un ensemble algébrique propre n'est pas de type fini. Dans la section suivante nous établissons une correspondance entre les cônes convexes et les algèbres des ensembles obtenus par des inégalités sur des monômes appropriés. Enfin, nous démontrons une version du Positivstellensatz de Schmudgen pour les polynômes bornés sur un ensemble non compact. / The main topic of the thesis is a study of algebras of polynomials which are bounded on a given unbounded semialgebraic set. First we tackle the problem of deciding the boundedness of a polynomial on a set. We achieve it for polynomials in two variables for any semialgebraic set. We give also a method of finding generators of the algebra of bounded polynomials for a large class of semialgebraic subsets of the real plane. In Section 3 we have established a relation between bifurcation values of a complexification of polynomial $f$ in two variables and the family of algebras of bounded polynomials on the sets ${fle c}$. In section 4 we describe the algebras of bounded polynomials for subsets of $mathbb{R}^n$, where $n$ is arbitrary, which we call weighted tentacles. We also provide a geometric proof of the fact that for a unbounded subset of a proper algebraic set its algebra cannot be finitely generated. In the next section we establish a correspondence between convex cones and algebras of bounded polynomials on the sets described by monomial inequalities. At the end of this thesis we prove a version of Schmudgen's Positivstellensatz for bounded polynomials.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

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Les polluants atmosphériques, qu’ils soient de sources naturelles ou anthropiques, peuvent être transformés et transportés sur de longues distances. Les retombées atmosphériques constituent des puits définitifs pour ces polluants atmosphériques. Ce travail de recherche s’inscrit dans le cadre du projet SESAME du programme PRIMEQUAL « Pollution longue distance ». Les objectifs sont d’identifier les déterminants de l’évolution des retombées atmosphériques acidifiantes et eutrophisantes et d’évaluer l’efficacité des politiques de réduction en vigueur. Les méthodologies reposent sur des approches statistiques appliquées à une compilation de bases de données issues de trois observatoires MERA, CATAENAT et BAPMoN. L’utilisation de procédures de consolidation et de comparaison a permis d’optimiser la base de données pour envisager des analyses descriptives en toute objectivité. La détermination de la composition chimique des espèces ioniques majeures a permis de distinguer les déterminants des contrastes géographiques et saisonniers de la chimie des retombées atmosphériques. L’étude des changements temporels annuels et saisonniers par la méthode de Sen Mann Kendall a mis en évidence des liens pouvant être linéaires ou non linéaires entre les évolutions de la composition chimique des retombées atmosphériques et leurs déterminants. L’expertise des déterminants a contribué à la création pas à pas d’un modèle statistique en vue de proposer des prévisions des retombées atmosphériques au site de mesure à l’horizon de quelques années (suivant différents scénarios climatiques). Des valeurs ponctuelles de dépassement de charges critiques et leur évolution face aux dépôts mesurés et projetés ont été évaluées. Enfin, la densité de sites a permis d’obtenir une spatialisation des retombées atmosphériques, qui a pu être comparée aux cartes de dépôts modélisées par le modèle EMEP. / Atmospheric pollutants emitted by both natural and anthropogenic sources are precursors of secondary compounds such as acidic gases and aerosols, which can be transported over long distances. Atmospheric deposition is the ultimate sink for these pollutants and can lead to acidification and eutrophication issues. This research was conducted within the SESAME project as part of the PRIMEQUAL long distance pollution program. The objectives seek to identify determinants of atmospheric deposition changes and to evaluate policies of pollutant reductions. Statistical approaches were applied to measurement databases of three French networks: MERA, CATAENAT and BAPMoN. Several procedures were developed to consolidate and to compare the datasets for a descriptive analysis. Geographical and seasonal determinants were identified based on the chemistry of concentrations and deposition fluxes. The trends resulting from Sen Mann Kendall tests highlighted that the changes in chemical compositions of atmospheric deposition can be either linear or nonlinear with the identified determinants. The findings were used to develop a predictive model to forecast the deposition fluxes of sulfur and nitrogen species under different climate scenarios and over several decades. The exceedances of critical loads and their changes were evaluated from current and forecasted deposition fluxes. Finally, the density of measurement sites over the French area was strong enough to create maps of deposition fluxes, which were then compared to the EMEP model outputs.

Cette thèse étudie la confluence des systèmes de récriture en l'absence de propriété de terminaison, pour des applications aux langages fonctionnels de premier ordre comme MAUDE, ou aux langages d'ordre supérieur comportant des types dépendants, comme Dedukti. Dans le premier cas, les calculs opérant sur des structures de données infinies ne terminent pas. Dans le second, les calculs non typés ne terminent pas à cause de la beta-réduction. Dans le cas où les calculs terminent, la confluence se réduit à celle des pics critiques, divergences minimales du calcul, obtenues à partir d'un terme médian appellé superposition qui se récrit de deux manière différentes en une paire de termes appellée critique. Dans le cas où les calculs ne terminent pas, le résultat majeur est que les calculs définis par des règles linéaires à gauche et sans paires critiques confluent. Il s'agit donc d'étendre ce résultat aux systèmes dont les règles peuvent être non-linéaires à gauche et avoir des paires critiques.L'étude la confluence est faite à partir de la méthode des diagrammes décroissants, qui généralise les techniques utilisées antérieurement aussi bien pour des calculs qui terminent que pour des calculs qui ne terminent pas. Cette technique est abstraite, en ce sens qu'elle s'applique à des relations arbitraires opérant sur un ensemble abstrait. Elle consiste à équipper chaque étape de calcul d'un label pris dans un ensemble bien fondé. Un pic de calcul, composé d'un terme se récrivant de deux manières différentes, possède un diagramme décroissant lorsque ses extémités peuvent se récrire en un terme commun avec des étapes de calcul satisfaisant des conditions de comparaison avec les labels du pic. La force de cette technique est sa complétude, c-a-d que toute relation confluente peut-être équippée d'un système de labels (par des entiers) pour lequel tous ses pics possèdent des diagrammes décroissants. Ce résultat est basé sur un théorème assez ancien de Klop, qui définit pour les systèmes non-terminant, uneespèce de forme normale sous la forme d'une suite infinie de récritures élémentaires, appellée "dérivation cofinale".Dans une première partie, nous révisitons les résultats de van Oostrom, et en proposons une preuve différente dans le but de les généraliser au cas des calculs dits "modulo", c-a-d dans des quotients, qui mèlent des règles et deséquations. Cette généralisation inclue la complétude, en faisant intervenir une généralisation de lanotion de dérivation cofinale dans le cas des calculs cohérents au sens de Jouannaud et Kirchner.La second partie de la thèse applique le théorème de van Oostrom et sa généralisation à des système (concrets) de récriture de termes, ainsi qu'à plusieurs priblèmes ouverts du domaine. L'application récente à des problèmes d'ordre supérieur tirés de la théorie des types dépendants ne fait pas partie de la thèse. / This thesis is devoted to the confluence of rewrite systems in the absence of termination, for applications in first-order functional languages like MAUDE or higher-order languages with dependent types, as Dedukti. In the first case, the computations on infinite data structures do not terminate, while in the second case, untyped computations do not terminate because of beta-reduction. In the case where the computations terminate, confluence is reduced to that of critical peaks, the "minimal diverging computations", made of a minimal middle term called "overlap" which computes in two different ways, resulting in a so-called "critical pair". In the case of non-terminating computations, a main result is that left-linear rewrite rules that have no critical pairs are always confluent. This suggests that the notion of critical pairs plays a key role there too, but a general understanding of the confluence of non-terminating computations in terms of critical pairs is still missing.Our investigation of confluence is based on the decreasing diagrams method due to van Oostrom, which generalizes the techniques used previously for both terminating and non-terminating computations. The method is abstract in the sense that it applies to arbitrary relations on an abstract set. It equips each step of computations with a label taken from a well-founded set. A diverging computation, called peak, has a decreasing diagram if its extremities can be joined by steps whose direction and labels satisfy some constraints with respect to the peak's rewrites and labels. The strength of this technique is its completeness, that is, any confluent relation can be equipped with a well-founded set of labels such that all peaks have decreasing diagrams. The proof of completeness is based on Klop's notion of cofinal derivations, which is an infinite derivation playing the role of a normal form when computations do not terminate.In the first part, we revise the results of van Oostrom, and propose an alternative proof that extends the method to the "modulo" case, in which computations mix rewrite steps and equational steps. The completeness result is extended as well, via a generalization of cofinal derivations and the notion of strong coherence due to Jouannaud and Kirchner.The second part of the thesis applies the decreasing diagrams method and its generalization to concrete systems rewriting terms, as well as to several open problems. The recent application to the problems of higher-order computations in dependent type theory is not part of the thesis.

In this thesis, I explore moral intuition as an epistemological tool for constructing moral systems, focusing specifically on the challenges arising from evolutionary and cultural biases. This thesis will consider and discuss Michael Huemer's Ethical Intuitionism, Peter Singer's critique of moral intuitions, and Sharon Street's Darwinian Dilemma, I consider some possible defenses and counterarguments concerning the reliability of moral intuitions. Furthermore, this thesis examines the potential self-defeating nature of certain arguments against the reliability of moral intuitions, while concurrently discussing the broader implications of these criticisms on other areas of philosophy and the potential ramifications on our other cognitive faculties, such as logic and rationality. Alternative perspectives are briefly considered by presenting the approaches to morality of Karl Marx and Friedrich Nietzsche. Marx's theory of historical materialism and Nietzsche's concept of Will to Power. Presenting their interpretations of moral evolution, these offer contrasts to the debate surrounding moral intuitions. Ultimately, this thesis proposes that we are either compelled to accept moral intuitions as a reliable epistemological tool to construct moral systems or embrace global skepticism because of the biases and limitations inherent in our cognitive faculties. I will explore what I propose is the paradoxical nature of moral intuitions as an epistemological tool and their role in our pursuit of moral truth.

Les méthodes actuelles utilisées pour l'identification des infrastructures critiques, souvent envisagées dans leurs seules dimensions techniques, montrent certaines limites. Notre thèse postule qu'il est nécessaire de tenir compte du contexte territorial dans lequel ces infrastructures s'inscrivent, dans la mesure où les caractéristiques d'un territoire contribuent à leur criticité. En retour, les infrastructures critiques sont susceptibles d'aggraver la vulnérabilité de ces territoires. Nous développons deux hypothèses de recherche: 1. La "criticité territoriale" exprime le fait que les infrastructures critiques ne sont pas critiques en elles-mêmes, mais par rapport à un contexte socio-économique, politique et géographique. Nous proposons ainsi un ensemble de critères, associés à une approche multiscalaire des systèmes d'infrastructures, permettant l'identification des infrastructures critiques. Une étude de cas portant sur les infrastructures critiques d'énergie de l'Union Européenne valide cette approche. 2. La "criticité politique" souligne la dimension géopolitique des infrastructures critiques : celles-ci reflètent les seuils d'acceptabilité des autorités territoriales, au regard des conséquences potentielles de l'interruption de services essentiels. Cette hypothèse est développée et testée dans le cadre de notre participation au processus de concertation entre l'Union Européenne et ses pays membres pour la mise en place de la Directive 2008/114/EC sur l'identification et la protection des infrastructures critiques européennes. Les conclusions soulignent la pertinence d'une approche géographique et territoriale pour l'identification des infrastructures critiques. / The existing methods for identifying critical infrastructures, mainly based on risk analysis, were found to be insufficient. Our PhD states that the existing territorial vulnerability factors contribute to the criticality of the infrastructures; in return, critical infrastructures enhance this vulnerability. As a consequence, the identification process should be based, not only on technical aspects, but also on a geographical approach. Two main research hypothesis are developed: 1. The "territorial criticality" expresses the fact that an infrastructure is not critical in itself, but its criticality is related to the socio-economic, political and geographical context. We propose a set of criteria and related indicators associated to a multilevel model. A case study shows how these criteria can be applied in the case of the European energy critical infrastructures. 2. The "political criticality" means that the designation of an infrastructure as critical reflects the level of consequences decision-makers are ready to accept. These acceptability thresholds are related to the potential consequences the disruption of such infrastructure could trigger. If the potential consequences go beyond a given threshold, then the infrastructure is considered as critical. We developed and tested this hypothesis in the context of our participation to the preparatory work carried out by the European Commission Joint Research Center to support the European Commission and its member states on the definition of criteria for identifying European Critical Infrastructures (ECI). Conclusions highlight the benefits of a geographical approach to identify critical infrastructures.