Les réseaux de transport se sont amplifiés par l’accroissement du nombre des véhicules et des stations ainsi que l’apparition de nouvelles notions essentiellement la multimodalité et l’intermodalité. Ainsi, la tâche de gestion des réseaux de transport collectif est devenue très complexe et difficile pour les régulateurs. Pour faire face à ces difficultés, on note le développement des systèmes d’aide à la décision comme solution efficace de régulation de la circulation. Ils permettent de transmettre en temps réel les informations concernant le trafic sur les réseaux de transport.Notre travail se base sur la conception d’un système de régulation des réseaux de transport multimodal. Il peut se révéler comme un outil primordial pour apporter des solutions efficaces et en temps réel à la problématique de la congestion routière. Il peut communiquer l’information nécessaire à l’usager afin de prendre sa décision de déplacement avec ou sans sa voiture. Le système proposé est une approche hybride entre une modélisation par graphes du réseau et un système multi-agents. Ceci sera appuyé par une approche évolutionniste pour la génération d’une solution de régulation optimale. Ce choix est justifié par le caractère ouvert, distribué et complexe des réseaux de transport multimodal / Transport networks have been amplified by the increasing number of vehicles and stations and the emergence of new concepts essentially multimodal and intermodal. Thus, the task of managing public transport systems has become very complex and difficult for regulators.To cope with these difficulties, there is the development of systems decision support as an effective solution to traffic control. They can transmit real-time traffic information on transport networks. Our work is based on designing a control system of multimodal transport networks. It may be as an essential tool for effective solutions and real-time to the problem of traffic congestion. It can provide the necessary information to the user in making its decision to move with or without his car. The proposed system is a hybrid between a graph modeling the network and a multi-agent system. This will be supported by an evolutionary approach for generating an optimal control solution. This is justified by the open, distributed and complex network of multimodal transport

Ce travail porte sur la régulation de la sortie des systèmes aux paramètres distribués. Pour ce faire, un simple contrôleur proportionnel intégral est utilisé, puis la stabilité du système en boucle fermée est démontrée à l'aide d'une fonction de Lyapunov. La principale contribution de ce travail est la construction d'un nouveau type de fonction de Lyapunov qui s'inspire d'une méthode bien connue dans le cadre des systèmes non-linéaires : le forwarding.Dans une première partie, le système est établi avec des opérateurs dont les propriétés sont données dans le cadre des semigroupes, puis la problématique de la régulation par contrôleur P-I est posé. Grâce à cette construction de Lyapunov, on peut répondre à cette problématique sous certaines hypothèses. Le lien est alors fait avec les résultats existants dans ce contexte. Dans la seconde partie, la problématique de la régulation est posée pour un système composé de n × n équations hyperboliques linéaires où l'entrée et la sortie se situent sur les conditions aux frontières des EDPs. Sous certaines hypothèses, le résultat permet de réguler n'importe quel vecteur de sortie composé linéairement des conditions aux frontières du système. Cela généralise de nombreux travaux portant sur les systèmes composés d'équations hyperboliques et l'utilisation de contrôleur P-I. Enfin dans le dernier chapitre, les vibrations mécaniques dans les tiges de forage sont étudiées comme cas d'application. Dans un premier temps, le comportement de solutions issues de différents modèles utilisés pour l'étude de ces déformations est détaillé. Dans un second temps, il est montré que la nouvelle fonctionnelle de Lyapunov permet de prendre en compte des modèles plus complexes et d'obtenir la régulation de la vitesse de la tige au fond du forage en ne mesurant que la vitesse en haut du puits. A la fin du chapitre, de nombreuses simulations numériques viennent illustrer nos résultats théoriques / This monograph is devoted to the output regulation of some distributed parameters systems. To reach this objective, a simply proportional integral controller is implemented. Then the stability of the closed loop is proved using a Lyapunov functional that can be built given a Lyapunov functional for the open-loop system. The main contribution of this work is the method to build the Lyapunov functional, it is inspired by a well-known method in non-linear system theory : the forwarding. In a first part, the system studied is an abstract Cauchy problem and the problematic is stated using semigroup theory. Thanks to the Lyapunov employed, the regulation can be guaranteed providing some assumption on the systems operators. The second part detailed how the output regulation can be obtain for all linear outputs when the system is a n × n systems of linear balance laws in one space dimension. The result is given in the case where inputs and outputs act on the PDE’s boundary conditions and for open-loop stabilizable system. It generalize many contribution in the topic of output regulation for systems of linear balance laws. Last but not least, a part is devoted to the study of mechanicals vibrations in a drill pipe. In a first time, the behavior of the solutions for different kind of models use to model the drill pipe is detailed. Then, it is shown that the new Lyapunov functional allow to take into account complex, infinite dimensional model and to regulate the drill pipe velocity at the bottom of the wellbore by only measuring the surface velocity and with a P-I controller. At the end, some simulations are given that illustrate the result

Cette thése traite du contrôle de la formation et du confinement variant dans le temps pour les systèmes multi-agents linéaires invariants avec hétérogénéité en tenant compte des délais d’entrée / sortie constants / variables dans le temps et des perturbations adaptées / incompatibles sous topologie de communication dirigée et fixe. De nouveaux formats de formes de formation variables dans le temps pour des systèmes homogènes et hétérogènes sont proposés. Les contrôleurs, conçus sur la base de techniques prédictives et adaptatives avec une technique d’observation, sont entièrement distribués et peuvent être appliqués à des systèmes à grande échelle. L’application sur les systèmes robotisés multi hétérogènes linéarisés est vérifiée. / This thesis deals with the time-varying formation and containment control for linear time-invariant multi-agent systems with heterogeneity considering constant / time-varying input / output delays and matched / mismatched disturbances under directed and fixed communication topology. New formats of time-varying formation shapes for homogeneous and heterogeneous systems are proposed. The controllers, which are designed based on predictive and adaptive techniques with observer technique, are fully distributed and can be applied to large-scale systems. The application on linearized heterogeneous multi mobile robot systems is verified.

Les technologies de communication et les services web sont devenus disponibles dans notre vie numérique, les réseaux informatiques continuent de croître et de nouveaux protocoles de communication sont constamment définis et développés. Par la suite, la standardisation et la normalisation des protocoles sont dispensables pour permettre aux différents systèmes de dialoguer. Bien que ces normes peuvent être formellement vérifiés, les développeurs peuvent produire des erreurs conduisant à des implémentations défectueuses. C'est la raison pour laquelle leur mise en œuvre doit être strictement examinée. Cependant, la plupart des approches de tests actuels exigent une stimulation de l’exécution dans le cadre des tests (IUT). Si le système ne peut être consulté ou interrompu, l'IUT ne sera pas en mesure d'être testé. En outre, la plupart des travaux existants sont basées sur des modèles formels et très peu de travaux s'intéressent à la formalisation des exigences de performance. Pour résoudre ces problèmes, nous avons proposé une approche de test basé sur la logique "Horn" afin de tester passivement la conformité et la performance des protocoles. Dans notre approche, les exigences peuvent être formalisées avec précision. Ces exigences formelles sont également testées par des millions de messages collectés à partir des communicants réels. Les résultats satisfaisants des expériences effectuées ont prouvé le bon fonctionnement et l'efficacité de notre approche. Aussi pour satisfaire les besoins croissants de tests distribués en temps réel, nous avons également proposé un cadre de tests distribués et un cadre de tests en ligne et nous avons mis en œuvre notre plateforme dans un environnement réel à petite échelle avec succès / While today’s communications are essential and a huge set of services is available online, computer networks continue to grow and novel communication protocols are continuously being defined and developed. De facto, protocol standards are required to allow different systems to interwork. Though these standards can be formally verified, the developers may produce some errors leading to faulty implementations. That is the reason why their implementations must be strictly tested. However, most current testing approaches require a stimulation of the implementation under tests (IUT). If the system cannot be accessed or interrupted, the IUT will not be able to be tested. Besides, most of the existing works are based on formal models and quite few works study formalizing performance requirements. To solve these issues, we proposed a novel logic-based testing approach to test the protocol conformance and performance passively. In our approach, conformance and performance requirements can be accurately formalized using the Horn-Logic based syntax and semantics. These formalized requirements are also tested through millions of messages collected from real communicating environments. The satisfying results returned from the experiments proved the functionality and efficiency of our approach. Also for satisfying the increasing needs in real-time distributed testing, we also proposed a distributed testing framework and an online testing framework, and performed the frameworks in a real small scale environment. The preliminary results are obtained with success. And also, applying our approach under billions of messages and optimizing the algorithm will be our future works

Avec l'émergence de l'informatique dans les nuages, une nouvelle approche consiste à externaliser des tâches de calcul, de façon à réduire les coûts d'hébergement et à augmenter la flexibilité des systèmes. L'infrastructure actuelle des services permettant cette externalisation repose sur l'utilisation de centres de traitement de données centralisés, qui sont dédiés à l'approvisionnement de ressources de calcul. Dans cette thèse, nous étudions la possibilité de fournir de tels services en utilisant une infrastructure pair-à-pair, c'est-à-dire une infrastructure totalement décentralisée pouvant être déployée sur une fédération de noeuds de calcul hétérogénes et de provenances diverses. Nous nous focalisons sur le problème de l'allocation des noeuds et présentons Salute, un service d'allocation de noeuds, qui organise les noeuds en réseaux virtuels non-structurés et repose sur des mécanismes de prédiction de disponibilité pour assurer, avec une grande probabilité, que les requêtes d'allocation sont satisfaites dans le temps, malgré le dynamisme de l'environnement hôte. Pour ce faire, le service Salute repose sur la collaboration de plusieurs protocoles pair-à-pair appartenant à la catégorie des protocoles épidémiques. Afin de valider nos propositions, nous évaluons Salute en utilisant des traces provenant d'un échantillonnage de plusieurs systèmes pair-à-pair de référence. / With the emergence of Cloud computing, a new trend is to externalize computing tasks in order to decrease costs and increase flexibility. Current Cloud infrastructures rely on the usage of large-scale centralized data centers, for computing resources provisioning. In this thesis, we study the possibility to provide a peer-to-peer based Cloud infrastructure, which is totally decentralized and can be deployed on any computing nodes federation. We focus on the nodes allocation problem and present Salute, a nodes allocation service that organizes nodes in unstructured overlay networks and relies on mechanisms to predict node availability in order to ensure, with high probability, that allocation requests will be satisfied over time, and this despite churn. Salute's implementation relies on the collaboration of several peer-to-peer protocols belonging to the category of epidemic protocols. To convey our claims, we evaluate Salute using real traces.

Les vingt dernières années ont vu l’émergence de systèmes sans fil dans la vie de tous les jours. Ils ont rendu possible la création de technologies telles que les téléphones portables, le WiFi ou l’internet mobile qui sont maintenant tenus pour acquis dans la société actuelle. L’impact environnemental des technologies de l’information et des communications connaît une croissance exponentielle et a atteint l’impact de l’industrie du transport aérien. L’initiative d’informatique verte a été lancée en réponse à cette observation pour réduire de 15 à 30% les émissions de gaz à effet de serre en 2020 comparé aux prédictions faites en 2002 afin de garder le réchauffement climatique inférieur à 2°C. Dans cette thèse, nous avons étudié des techniques d’économie d’énergie dans les réseaux sans fil et comment elles interagissent entre elles afin de donner une vue holistique des réseaux verts. Nous prenons également en compte l’usage du spectre radio fréquence qui est le moyen le plus utilisé pour les communications entre systèmes sans fil et qui devient une ressource rare à cause du besoin grandissant de notre société pour de la bande passante en mobilité. Cette thèse suit les couches réseaux avant de remonter les piles matérielleset logicielles. Des contributions ont été apportées à la plupart des couches afin de proposer un réseau sans fil autonome où les noeuds peuvent collaborer pour améliorer les performances du réseau, réduire de façon globale l’utilisation du spectre radio tout en limitant la consommation énergétique du réseau. / The last twenty years saw the emergence of wireless systems in everyday’s life. They made possible technologies such as mobile phones, WiFi or mobile Internet which are now taken for granted in today’s society. The environmental impact of Information and Communications Technology (ICT) has been raising exponentially to equate the impact of the airline industry. The green computing initiative has been created in response to this observation in order to meet the 15%-30% reduction in green-house gases by 2020 compared to estimations made in 2002 to keep the global temperature increasebelow 2°C. In this thesis, we studied power-saving techniques in wireless networks and how they interact with each others to provide a holistic view of green networking. We also take into account the radio frequency resource which is the most commonly usedcommunication medium for wireless systems and is becoming a scarce resource due to our society’s ever-increasing need for mobile bandwidth. This thesis goes down the network stacks before going up the hardware and software stack. Contributions have been madeat most layers in order to propose an autonomic wireless network where nodes can work collaboratively to improve the network’s performance, globally reduce the radio frequency spectrum usage while also increasing their battery life.

Dans cette thèse, nous nous intéressons à la conception d'algorithmes répartis, de protocoles réseaux et d'applications coopératives avec une approche objet. Cette activité, souvent complexe, nécessite la mise en \oe uvre de nombreux mécanismes systèmes et réseaux. Nous proposons donc différents outils et formalismes permettant de mener à bien cette tâche. L'originalité de notre approche est, d'une part, d'étendre le point de vue local des méthodologies de conception existantes afin d'intégrer les comportements de groupes d'objets distribués, et d'autre part, de proposer les premiers éléments d'une démarche systématique d'algorithmique répartie. Ainsi, nous proposons un processus de développement en trois niveaux méthodologiques : groupe, objet et méthode. Ce processus de type descendant permet d'introduire, par raffinements successifs, de plus en plus de détails dans les modèles de comportements. Ces trois niveaux traitent, respectivement, des aspects liés à la distribution, à la concurrence et aux traitements séquentiels. Dans cette thèse, nous nous intéressons aux deux premiers niveaux. Le niveau groupe concerne la coordination des comportements de groupes d'objets distribués. Nous modélisons les interactions au sein de tels groupes en terme d'échanges de connaissances. Ceux-ci peuvent être vus comme la conséquence d'actions globales entreprises par l'ensemble des objets du groupe. Nous avons mis en évidence quatre actions globales, ou structures de contrôle de groupe, qui apparaissent dans de nombreuses applications distribuées : le schéma de phasage, la conditionnelle distribuée, l'itération distribuée et la récursion distribuée. Elles peuvent être vues comme l'extension, à un niveau réparti, des structures algorithmiques de base que sont, respectivement, la séquence, les instructions de type \em case \em ou \em if\em , les boucles \em while \em et le parcours récursif. Nous utilisons une logique épistémique pour décrire les différents niveaux de connaissance atteints lors de l'exécution de ces structures. Nous proposons une notation appelée programme à base de connaissances de niveau groupe pour exprimer les actions globales et les prédicats épistémiques utilisés par une application. Le niveau objet s'intéresse à la coordination des comportements internes à un objet. C'est un raffinement du niveau précédent, au sens où la coordination inter-objets est implantée par des objets dont les activités concurrentes nécessitent une synchronisation. Pour mener à bien la description de cette coordination intra-objet, nous proposons le langage CAOLAC. Nous en avons réalisé une implantation au-dessus du langage objet du système distribué GUIDE. Le langage CAOLAC se présente sous la forme d'un protocole méta-objet et sépare les aspects de synchronisation des traitements effectifs. Les premiers sont définis dans des méta-classes, tandis que les seconds le sont dans des classes. L'originalité du langage CAOLAC est d'utiliser conjointement un modèle à base d'états et de transitions et du code objet habituel pour l'écriture des méta-classes. Ainsi, chaque objet est associé à un méta-objet qui intercepte les invocations de méthodes et les coordonne avant de les délivrer à l'objet. L'avantage de cette approche est de séparer clairement les différents fonctionnalités et de faciliter la réutilisation des politiques de synchronisation. La sémantique du langage CAOLAC est définie, partiellement, par une logique temporelle, la logique temporelle d'actions de Lamport. Enfin, nous illustrons notre propos par deux études de cas. Nous présentons la conception d'un algorithme réparti de calcul d'arbres couvrants et d'un protocole transactionnel de validation à deux phases.

Les systèmes réactifs sont de plus en plus présents dans de nombreux secteurs d´activité tels que l´automobile, les télécommunications et l´aéronautique. Ces systèmes réalisent des tâches complexes qui sont souvent critiques. Au vu des conséquences catastrophiques que pourrait entraîner une défaillance dans ces systèmes, suite à la présence de fautes matérielles (processeurs et média de communication), il est essentiel de prendre en compte la tolérance aux fautes dans leur conception. En outre, plusieurs domaines exigent une évaluation quantitative du comportement de ces systèmes par rapport à l'occurrence et à l'activation des fautes. Afin de concevoir des systèmes sûrs de fonctionnement, j'ai proposé dans cette thèse trois méthodologies de conception basées sur la théorie d'ordonnancement et la redondance active et passive des composants logiciels du système. Ces trois méthodologies permettent de résoudre le problème de la génération automatique de distribution et d'ordonnancements temps réel, fiables et tolérants aux fautes. Ce problème étant NP-difficile, ces trois méthodologies sont basées sur des heuristiques de type ordonnancement de liste. Plus particulièrement, les deux premières méthodologies traitent le problème de la tolérance aux fautes matérielles des processeurs et des media de communication, respectivement pour des architectures à liaisons point-à-point et des architectures à liaison bus. La troisième méthodologie traite le problème de l'évaluation quantitative d'une distribution/ordonnancement en terme de fiabilité à l'aide d'une heuristique bi-critère originale. Ces méthodologies offrent de bonnes performances sur des graphes d'algorithme et d'architecture générés aléatoirement.

Pour la gestion de grands systèmes distribués (réseaux de<br />télécommunications par exemple) il est utile d'étudier des<br />modèles de concurrence sous la sémantique de traces. Dans<br />cette optique, on propose une extension probabiliste des<br />structures d'événements et des réseaux de Petri 1-bornés<br />(réseaux markoviens).<br />On prouve un propriété de Markov forte pour ces modèles,<br />et on donne des applications à la récurrence des réseaux.<br />On montre une Loi forte des grands nombres pour<br />les réseaux récurrents et suffisement synchrones,<br />avec applications a l'estimation statistique de<br />paramètres locaux.

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