Il ne passe pas une semaine sans que l'on entende les termes « crise », « catastrophe » ou « désastre ». Ces notions font donc maintenant partie de notre quotidien, mais connaît- n vraiment leur signification. Sait-on réagir face à ces situations, et surtout comment peut- n être sûrs de les résoudre de la façon la plus performante possible ? Ces interrogations sont le point de départ de ce travail. En effet, nos recherches ont consisté à mettre en œuvre une méthode pour aider les acteurs d'une crise à mieux contrôler la réponse à apporter pour la résoudre. Lors de la survenu d'une crise, quelle qu'elle soit, le système est déstabilisé, il faut donc réagir vite afin de revenir à une situation stable. Or, actuellement les décideurs ne disposent pas de suffisamment d'éléments (1) pour prendre des décisions sereinement et (2) pour suivre l'impact de leur décision. C'est pour pallier ce manque que nous avons développé une méthode d'évaluation de performance qui permet aux décideurs de suivre et d'évaluer, selon les critères qu'ils ont définis, de façon précise le déroulement de la réponse à la crise. Ainsi les décideurs peuvent réagir, c'est-à-dire prendre une décision a posteriori, lorsqu'ils découvrent un problème dans la réponse et également anticiper, c'est-à-dire, prendre une décision a priori avant même que le problème ait lieu, en se fondant sur des prévisions renseignant sur l'état futur de la crise. Ces travaux ont un intérêt d'un point de vue académique étant donné qu'ils se positionnent sur une problématique en plein essor dans la recherche et d'un point de vue opérationnel car la méthode mise en oeuvre répond à un réel besoin émis par des acteurs de la réponse aux crises. De plus, comme le montre le dernier chapitre, nos travaux sont déjà applicables. Ce sujet est donc utile à tous, puisque chacun peut être victime d'une crise et en particulier aux acteurs de la gestion de crise qui y sont confrontés quotidiennement. / During a crisis, the main goal for decision-makers consists in restoring a stabilized nominal mode. The stakeholders face considerable pressure and drastic constraints in response time and coordination. This study proposes a method to support these stakeholders in making responsive and accurate decisions while carrying out a performance evaluation of the activities run during the crisis response process. This method is composed of four steps: (1) characterization of the crisis response system, (2) selection of system components to evaluate in priority, (3) determination of performance dimensions to consider and (4) creation of indicators. Currently, performance evaluation is only used subsequent to a crisis, due to difficulties in gathering and aggregating information into trustable performance indicators. This paper proposes a method to obtain a relevant and dynamic decision-support system. Decision-makers will use it to resolve the crisis based on performance evaluation, in addition to the essential experience they undergo. A case study of crisis management within the French Red Cross non-governmental organization is developed, through a web-based prototype, in order to explain how performance indicators can both support crisis response management and also improve the collaboration of stakeholders.

Dans cette thèse est défendu l'intérêt d'évaluer la santé d'un système/objet industriel multi-composants à travers un bilan de santé multi-niveaux hiérarchiques. Elle a donc pour objet principal de justifier les éléments essentiels du concept de bilan de santé générique qui représente l'état réel d'un système sous la forme d'un vecteur d'indicateurs de différentes natures. Vis-à-vis de ce fondement, la thèse se focalise plus spécifiquement sur les fonctions de détection des anomalies-normalisation et agrégation d'indicateurs pour élaborer un index synthétique représentatif de l'état de santé global pour chaque élément du système. Il est ainsi proposé, une nouvelle approche de détection conditionnelle des anomalies. Cette approche a pour intérêt de quantifier la déviation pour chaque indicateur par rapport à son mode de comportement nominal tout en prenant en compte le contexte dans lequel évolue le système. Une extension à l'exploitation de l'intégrale de Choquet en tant qu'opérateur d'agrégation des indicateurs est aussi proposée. Cette extension concerne, d'une part, un processus d'apprentissage non supervisé des capacités pour le niveau le plus inférieur dans l'abstraction, à savoir celui des composants, et d'autre part, une approche de mise en oeuvre de leur inférence d'un niveau à l'autre. Ces propositions sont appliquées sur un moteur diesel de navire, système essentiel du projet BMCI du pôle MER-PACA dans lequel s'inscrit cette thèse / This work is addressing the health assessment of a multi-component system by means of multi-levels health check-up. Thus scientific Ph. D. objective aims to establish items of a generic health check-up concept. It focuses specifically on the functions of anomaly detection, normalization and aggregation of different indicators to develop a synthetic index representing the overall health status for each element within the system. In that way, it is proposed a new approach for detecting conditional anomalies. This approach has the advantage of quantifying the deviation for each indicator compared to its nominal behavior while taking into account the context in which the system operates. An extension of the Choquet integral used as an operator aggregating indicators is also proposed. This extension regards on the one hand, a process of an unsupervised learning of the capacity coefficients for the lowest level of abstraction, namely components level, and on the other hand, an approach to inference them from one level to another. These contributions are implemented on a ship diesel engine which is the most critical system for the BMCI project of the MER-PACA pole to which this thesis is attached

La mesure de la performance est l’une des nombreuses activités de la gestion de projet, elle contribue à assurer le succès du projet. Pour atteindre ce but, les entreprises ont besoin de déterminer un système de mesures de la performance. Ces mesures fournissent au chef de projet l’état de santé du projet et l’aide à évaluer s’il a atteint ou va atteindre ses objectifs. Néanmoins, avec la complexité croissante des projets et la nécessité économique absolue d’atteindre les objectifs, les chefs de projets ne peuvent plus se contenter de superviser les coûts et le planning pour évaluer la performance du projet. Ils ont besoin de considérer par exemple d’autres indicateurs comme la satisfaction des exigences du client, la maturité de la technologie, etc. De plus, ils ont besoin d’avoir une évaluation précise des valeurs de ces indicateurs tout au long du projet et pas uniquement à la fin, pour monitorer au mieux le projet afin qu’il atteigne ses objectifs. Pour satisfaire ces nouveaux besoins, les objectifs de cette thèse sont d’étendre le nombre d’indicateurs génériques et de diversifier le type des indicateurs, ainsi que de proposer une méthode pour concevoir des indicateurs spécifiques à un projet. Pour cela, nous procédons par l’intégration de bonnes pratiques pour la mesure de performance issues de plusieurs domaines de l’ingénierie, et illustrons nos propositions sur des cas pratiques. Ce rapport introduit la notion de performance et caractérise les systèmes de mesure de performance, en mettant notamment en évidence un emploi non cohérent de la terminologie selon les sources. Il identifie plusieurs limitations des systèmes de mesure de performance actuels et souligne notamment le besoin d’étendre le nombre et le type des indicateurs, et de construire des indicateurs de performance spécifiques et pertinents pour chaque projet. Une étude bibliographique sur la mesure de la performance dans les domaines de l’ingénierie, notamment en ingénierie système, montre que la mesure de performance est particulièrement bien développée dans cette dernière discipline, avec une offre de 18 indicateurs génériques avancés permettant une grande proactivité. La thèse propose de ce fait d’adapter ces indicateurs au management de projets, résultant en la définition d’un ensemble d’indicateurs étendu et diversifié pour la mesure de performance. Par ailleurs, l’étude des normes et guides en ingénierie système et logicielle (Practical Software and System Measurement, ISO/IEC 15939) nous amène à identifier d’autres besoins, comme la création dynamique d’indicateurs ad hoc qu’il est nécessaire de définir en cours de projet afin évaluer certains risques spécifiques, et soulève de nouvelles difficultés, comme la collecte et la manipulation des données pour la construction des indicateurs. Pour y répondre, ce rapport propose donc également une méthode guidant la construction dynamique d’indicateurs spécifiques. Celle-ci, illustrée dans le mémoire sur un cas concret de projet, a été validée par un panel d’experts. / Performance measurement is essential to ensure the success of a project. To this goal, companies need to determine a system of performance measures, classically including cost and schedule measures, which provide the project manager with the project health status and help her or him to evaluate the project successes and failures. However, with the increasing complexity of projects and the absolute necessity to reach the project objectives, project managers cannot only rely on such information about cost and schedule to evaluate the project performance; they need to consider, for instance, other indicators such as the satisfaction of customer requirements, the technology maturity, etc. Moreover, they need to have a precise evaluation of these indicators values while the project is in progress, in order to monitor it at best so that it reaches its goals, and not only after the project ends, to only conclude on the project success or failure without any mean to react. Considering these two issues, the objectives of the thesis thus are to extend the number, scope and type of current project performance indicators with a proposal of complementary indicators, and to propose a method for designing project-specific indicators, in order to improve project performance measurement. To define supplementary indicators and elaborate such a method, we proceed by integrating good measurement practices from different engineering disciplines and illustrate our proposal on use cases. The thesis first introduces the notion of performance and characterizes performance measurement systems (PMSs); such systems offer a wide panel of models for organizational performance measurement. Focusing on PMSs, we provide some insights for project performance measurement. More precisely, we identify several issues highlighted in literature, relative to the limitations of current project performance measurement such as the need to balance lagging indicators (to control) with leading indicators (to monitor), and the need to construct performance indicators that are relevant to project-specific information needs. We then focus on project performance measurement and reviews literature in this domain. It highlights the issue of the unbalanced use of leading and lagging indicators. To bring a solution to the issue, we review literature of performance measurement in engineering disciplines, with a focus on systems engineering practices, especially a panel of 18 generic leading indicators that are currently engineered in guidance. A method has been proposed to adapt the set of systems engineering leading indicators to project management, thus resulting in developing the set of indicators to measure project performance. Moreover, focusing on standards and guides on measurement in systems and software engineering led us to identify other issues in project performance measurement, such as the difficulties to define indicators dynamically for a project, and how to collect and combine data in order to construct these indicators. We finally consider the methodological difficulties about designing relevant performance indicators. More precisely, we identify 3 issues: different opinions among researchers about the sources from where the indicators will be derived; the problem in relation to the transformation from data to indicators; and the association of data collection, analysis and report with project management processes. To solve these issues, we analyze good practices from the Practical Software and Systems Measurement, the ISO/IEC 15939 norm and the Project Management Body of Knowledge that proved to be able to address the identified issues respectively. This work results in a method integrating these practices to address the 3 identified issues in project performance measurement. The method is illustrated on a real project context. Evaluation of the method has been conducted in workshop of project managers, which confirmed the interest for the proposal.

La construction de modèles de pronostic nécessite la compréhension du processus de dégradation des composants critiques surveillés afin d’estimer correctement leurs durées de fonctionnement avant défaillance. Un processus de d´dégradation peut être modélisé en utilisant des modèles de Connaissance issus des lois de la physique. Cependant, cette approche n´nécessite des compétences Pluridisciplinaires et des moyens expérimentaux importants pour la validation des modèles générés, ce qui n’est pas toujours facile à mettre en place en pratique. Une des alternatives consiste à apprendre le modèle de dégradation à partir de données issues de capteurs installés sur le système. On parle alors d’approche guidée par des données. Dans cette thèse, nous proposons une approche de pronostic guidée par des données. Elle vise à estimer à tout instant l’état de santé du composant physique et prédire sa durée de fonctionnement avant défaillance. Cette approche repose sur deux phases, une phase hors ligne et une phase en ligne. Dans la phase hors ligne, on cherche à sélectionner, parmi l’ensemble des signaux fournis par les capteurs, ceux qui contiennent le plus d’information sur la dégradation. Cela est réalisé en utilisant un algorithme de sélection non supervisé développé dans la thèse. Ensuite, les signaux sélectionnés sont utilisés pour construire différents indicateurs de santé représentant les différents historiques de données (un historique par composant). Dans la phase en ligne, l’approche développée permet d’estimer l’état de santé du composant test en faisant appel au filtre Bayésien discret. Elle permet également de calculer la durée de fonctionnement avant défaillance du composant en utilisant le classifieur k-plus proches voisins (k-NN) et le processus de Gauss pour la régression. La durée de fonctionnement avant défaillance est alors obtenue en comparant l’indicateur de santé courant aux indicateurs de santé appris hors ligne. L’approche développée à été vérifiée sur des données expérimentales issues de la plateforme PRO-NOSTIA sur les roulements ainsi que sur des données fournies par le Prognostic Center of Excellence de la NASA sur les batteries et les turboréacteurs. / Constructing prognostics models rely upon understanding the degradation process of the monitoredcritical components to correctly estimate the remaining useful life (RUL). Traditionally, a degradationprocess is represented in the form of physical or experts models. Such models require extensiveexperimentation and verification that are not always feasible in practice. Another approach that buildsup knowledge about the system degradation over time from component sensor data is known as datadriven. Data driven models require that sufficient historical data have been collected.In this work, a two phases data driven method for RUL prediction is presented. In the offline phase, theproposed method builds on finding variables that contain information about the degradation behaviorusing unsupervised variable selection method. Different health indicators (HI) are constructed fromthe selected variables, which represent the degradation as a function of time, and saved in the offlinedatabase as reference models. In the online phase, the method estimates the degradation state usingdiscrete Bayesian filter. The method finally finds the most similar offline health indicator, to the onlineone, using k-nearest neighbors (k-NN) classifier and Gaussian process regression (GPR) to use it asa RUL estimator. The method is verified using PRONOSTIA bearing as well as battery and turbofanengine degradation data acquired from NASA data repository. The results show the effectiveness ofthe method in predicting the RUL.

Le concept de Laboratoire de Fabrication Digitale (Fablabs) est au départ, une plateforme de prototypage industriel pour les entrepreneurs locaux. Elle est introduit rapidement dans le domaine de l'éducation et sert de plus en plus souvent de plate-forme pour l'apprentissage et l'innovation.Avec l'impact actuel des technologies numériques au sein des sociétés, des organisations telles que le Conseil national de recherches (CNR) appellent le secteur de l'éducation à se tourner vers les compétences du 21ème siècle, tandis que le secteur industriel repense la conception et la production afin d’assurer la durabilité (y compris l'éco-conception et l'économie circulaire) et adopter les dernières technologies intégrées dans l’entreprise 4.0.Les plateformes « Fablab » implantées dans les universités (Ub-Fablabs) pourraient donc jouer un rôle essentiel en tant que «plateforme de support» pour répondre à ces demandes.Etant donné qu’il y a eu très peu ou pas de recherche sur les capacités de Ub-Fablabs pour répondre à ces demandes, cette recherche a adopté une double approche :1) étudier et aligner les compétences cognitives, affectives et psychomotrices y compris les compétences opérationnelles (en matière de logiciels, de notion de mécanique, d’électricité et de systèmes embarqués, …) intégrées dans le processus de conception d'Ub-Fablabs.2) Évaluer la capacité d'Ub-Fablabs à préparer les citoyens aux futures évolutions dans la conception et la production.Dans la partie 1 de la recherche, le chercheur a observé de près la conception et la production d'une machine servant à écraser des roches (RMM) pour laquelle l'utilisation d'une gamme de technologies (bois, pierre et matériaux synthétiques) ont été requises.Les activités de conception et de production ont été enregistrées à l'aide de notes de terrain, d'enregistrements vidéo et de photographies. Pour garder la trace des activités de conception et de production, un modèle de processus de conception itératif, le «modèle de conception de Nawita» (NDPM) a été développé et utilisé.Les données ont été analysées à l'aide d'une analyse de protocole adaptée et les résultats ont été représentés graphiquement.Les résultats ont montré que matérialiser les idées créatives incubées dans la phase 1 du NDPM a déclenché un pic étonnant de compétences cognitives, affectives et psychomotrices dans les étapes 2, 3 et 4 du NDPM. Ces processus et compétences ont sans aucun doute constitués des compétences requises au 21ème siècle.Dans la partie 2 de la recherche, une analyse adaptée des contenus en ligne a été utilisée pour collecter des données provenant de 90% des Ub-Fablabs dans le monde.Une échelle d'indicateurs de capacité Ub-Fablab (Ub-Fablab CIS) a été développée et utilisée pour évaluer quatre aspects potentiels d'Ub-Fablab. Cette échelle est une aide à la compréhension du processus de création. La plate-forme support incite les esprits proactifs à une meilleure intégration des processus de conception et de production.Ces composants sont: i) Infrastructure technologique; ii) Approche pédagogique constructiviste; iii) Collaboration à travers le réseautage numérique et iv) durabilité (y compris l'éco-conception et l'économie circulaire).Les résultats ont révélé que tous les Ub-Fablabs ont une position forte dans la fourniture d'infrastructures technologiques et une forte approche pédagogique constructiviste, mais peuvent avoir besoin d'améliorer leur capacité de collaboration à travers le réseautage et la restauration de la durabilité.Les résultats de cette recherche fournissent une solide réputation pour les Ub-Fablabs à être utilisés pour augmenter les efforts afin d’équiper les citoyens avec des compétences du 21ème siècle et inciter les esprits proactifs à une meilleure intégration et employabilité. / The concept of Digital Fabrication Laboratories (Fablabs), initially an industrial prototyping platform for local entrepreneurships is rapidly finding its way into the education arena and used as a platform for learning and innovation. With the current impact of digital technology on the societies, there are calls from organizations like the National Research Council (NRC) for the education sector to cater for the so-called 21st Century Skills, while the industrial sector to rethink design and production in order to cater for sustainability (inclusive of eco-design and circular economy) and to embrace the latest technologies in preparation for the Industries 4.0. Fablab platforms established in universities (Ub-Fablabs) could therefore play a vital role as a ‘support platform’ to meet these demands.Since there has been very little or no research into the capacities of Ub-Fablabs to meet these demands, this research took a two-fold approach toi) investigate and align cognitive, affective and psychomotor skills (inclusive of mechanical, electrical and embedded software operational skills) embedded in the design process in Ub-Fablabs.ii) assess the capacity of Ub-Fablabs to prepare citizens for the future design and production industries.In part 1 of the research, the researcher closely observed the design and production of a rock milling machine (RMM) where utilisation of a range of wood, stone and synthetic materials technologies were displayed. The design and production activities were recorded using field notes, video-recording and still photography. To keep trace of the design and production activities, an iterative design process model, the ‘Nawita Design Process Model (NDPM) was developed and utilised. Data was analysed using an adapted protocol analysis and results were graphed using pie and bubble-chart graphing. Results showed that materialising the creative ideas incubated in stage 1 of the NDPM unleashed a stunning peak of cognitive, affective and psychomotor skills in stages 2, 3 and 4 of NDPM. These processes and skills are undoubtedly constituted of the 21st Century Skills.In part 2 of the research, an adapted online content analysis was used to collect data from 90% of the Ub-Fablabs worldwide. An Ub-Fablab Capacity Indicator Scale (Ub-Fablab CIS) was developed and used to score on four potential aspects of Ub-Fablab if it has to be used as a support platform to incubate proactive minds for the future integration of design and production industries. These components are i) Technological infrastructure; ii) Constructionist pedagogical approach; iii) Collaboration through digital networking and iv) sustainability (inclusive of eco-design and circular economy). Results revealed that all Ub-Fablabs have a strong stand in providing technological infrastructures and a strong constructionist pedagogical approach, but may need to improve on its capacity for collaboration through networking and catering for sustainability.The findings of this research provides a strong standing for Ub-Fablabs to be utilised to augment efforts to equip citizens with 21st Century skills and incubate proactive minds for the future integration of design and production industries