Le planificateur temporel IxTeT, véritable «intelligence embarquée» d'un robot autonome, s'appuie sur un gestionnaire de contraintes temporelles dont le rôle est double: maintenir la cohérence du réseau de contraintes, et répondre rapidement et correctement à une interrogation émanant du planificateur. La prise en compte de contraintes symboliques (simples précédences) et numériques (dates et durées imprécises) oblige alors à une propagation coûteuse des contraintes numériques. Néanmoins, ces dernières étant proportionnellement peu nombreuses en planification, nous pouvons restreindre cette propagation à un sous-graphe numérique. Par ailleurs, nous devons tenir compte en planification de durées «contingentes», dont la valeur est aléatoire. Ces incertitudes nous obligent à redéfinir la notion classique de cohérence, et à nous ramener à un modèle temporel dual, appelé Graphe de Décision, dans lequel nous pouvons utiliser les algorithmes classiques de propagation. Le mémoire s'achève par la présentation d'une application distincte relevant du domaine de l'ordonnancement de tâches pour un ensemble de robots. L'incertitude pesant sur les contraintes numériques oblige ici à allouer les ressources au fur et à mesure de l'exécution. Les caractéristiques propres à l'application suggèrent une décomposition du graphe temporel conduisant à une efficacité optimale des algorithmes de propagation

La modélisation photochimique reste un outil essentiel pour la compréhension des mécanismes se déroulant dans l'atmosphère de Titan. Comme dans toute autre démarche scientifique, pour assurer la pertinence des représentations théoriques, il est ainsi très important d'évaluer la précision sur la formulation des processus physico-chimiques évoqués et d'étudier leur sensibilité aux incertitudes expérimentales, souvent peu négligeables, attachées aux paramètres photochimiques implémentés. Bien que fréquemment abordées dans la littérature, les études de sensibilités classiques, faisant varier chacun de ces paramètres indépendamment les uns des autres, sont peu pertinentes dans le mesure où elles ne reposent jamais sur des représentations correctes des non-linéarités inhérentes à de tels modèles.<br />L'objectif de ce travail de thèse est ainsi de développer des modèles aux dimensions réduites (0D et 1D) de l'atmosphère neutre de Titan en estimant pour la première fois l'impact global sur les résultats théoriques des incertitudes des différents processus photochimiques dictant son évolution. Nous nous appuyons d'abord sur une revue exhaustive des incertitudes existantes sur les paramètres photochimiques inclus dans un tel modèle de l'atmosphère de Titan, puis sur un traitement adéquat des non-linéarités à travers l'application d'une méthode de Monte-Carlo. Nous en déduisons une représentation théorique originale de la précision attachée aux modèles théoriques de cette atmosphère permettant d'une part des analyses pertinentes de propagation des incertitudes sur différents paramètres expérimentaux, et d'autre part des interprétations théoriques et observationnelles plus réalistes.

La simulation dynamique des structures composites jusqu'à rupture pose des difficultés, notamment numériques. Dans ce cadre, les mésomodèles d'endommagement ont été développés au LMT-Cachan, tant en statique qu'en dynamique, par l'introduction de lois à effet retard pour la description objective de la rupture.Ce travail discute l'identification de ces paramètres de retard, soulevant ainsi le problème de la prise en compte de conditions expérimentales fortement incertaines.Cette étude propose une méthode d'identification inverse à partir d'essais en dynamique transitoire, basée sur le principe d'erreur en relation de comportement. Elle a été développée, dans un premier temps, en élasticité. Cela amène à résoudre des problèmes dynamiques non standards demandant des méthodes de résolution adaptées. L'étude a permis de mettre en avant les points clés de la robustesse de la méthode face aux incertitudes de mesure.

Cette thèse s'appuie sur une méthode multi-échelle dédiée à la modélisation et au calcul des vibrations moyennes fréquences : la "Théorie Variationnelle des Rayons Complexes", qui suppose initialement que la structure étudiée soit un assemblage de sous structures homogènes. Elle a déjà été validée dans le cas des assemblages de plaques et de coques tridimensionnels. Cependant, la plupart des structures industrielles présentent des inhomogénéités structurales comme des trous de passage de câbles, qui modifient sensiblement la réponse vibratoire en moyennes fréquences. L'objet de la thèse est de permettre leur prise en compte. La démarche proposée consiste enrichir l'espace des fonctions de base qu'exploite la méthode par des fonctions de correction adaptées à l'inhomogénéité.

La quantification des incertitudes est essentielle à la bonne maîtrise de la production des réservoirs pétroliers. Ce problème est complexe car l'impact des paramètres incertains sur la production est souvent non-régulier. Du fait du coût important d'une simulation numérique d'écoulement, les méthodes traditionnelles d'analyse de risque sont basées sur un modèle approché du modèle d'écoulement. Ce modèle, construit à partir de plans d'expériences supposant un comportement polynomial de la réponse, ignore les non-régularités. L'objectif de cette thèse est la mise en place d'un formalisme de modélisation de réponses non-régulières. Nous proposons de construire des plans évolutifs afin d'intégrer graduellement les non-régularités. Cette approche est inspirée conjointement de méthodes géostatistiques et de plans d'expériences. En partant d'une surface de réponse initiale, la méthodologie consiste à déterminer itérativement de nouvelles simulations afin d'enrichir le dispositif expérimental et ainsi améliorer l'approximation de la réponse. Différents critères d'ajout de simulations sont proposés. Nous préconisons l'intégration de l'information apportée par les extrema et les points de dérivée partielle nulle de l'approximation. De plus, l'ajout d'information fictive par points pilotes permet une optimisation de la prédictivité de l'approximation ainsi que la détermination de nouveaux points candidats à la simulation. Cette méthodologie originale d'ajustement de surfaces complexes a montré son efficacité, en terme de modélisation comme en terme de réduction du nombre de simulations, notamment pour une quantification d'incertitudes pour deux cas de réservoir pétrolier.

Depuis ces dernières décennies, les matériaux composites sont de plus en plus utilisés dans l'aéronautique. Notamment, les composites tissés 3D présentent des caractéristiques matériau hors-plan intéressantes par rapport aux stratifiés. Cette technologie est développée pour les aubes FAN des moteurs d'avion. La difficulté réside dans l'identification et la validation du modèle orthotrope élastique macroscopique du pied d'aube. En effet, l'hypothèse de séparation des échelles pour l'obtention des paramètres matériau macroscopique par homogénéisation n'est pas clairement vérifiée au sein du pied d'aube comportant plusieurs zones matériau. Le composite tissé 3D formant le pied d'aube est un matériau multi-échelle complexe. Les travaux de thèse ont donc été menés afin de proposer une identification des paramètres du modèle basée sur la mesure de champs de déplacements par Corrélation d'Images Numériques (CIN) et sur la méthode d'identification de recalage de modèles éléments finis (FEMU). Cette identification a pris en compte l'influence du bruit du capteur CCD présent sur les images servant à la CIN sur l'identification des paramètres matériau. Du fait du grand nombre de paramètres matériau à identifier et des éventuels couplages entre ceux-ci, il apparaît que quelques uns ne peuvent pas être identifier à travers l'essai de traction étudié. Par conséquent, une régularisation de la FEMU a été proposée basée sur la connaissance a priori des valeurs nominales et de leur incertitude. Celle-ci consiste en une pondération intelligente vis-à-vis des données issues de l'essai afin de faire tendre les paramètres non identifiables vers leur valeur nominale. Finalement, la qualité de l'identification a été quantifiée grâce aux incertitudes sur les paramètres matériau identifiés et grâce aux cartes de résidus d'identification basées sur les images. Ces cartes traduisent la capacité du champ de déplacement calculé par le modèle éléments finis identifié à corriger l'image déformée pour la recaler sur l'image de référence, images sur lesquelles la mesure par CIN est effectuée. Ces cartes de résidus et les incertitudes obtenues permettent ainsi de valider le modèle éléments finis proposé et le cas échéant de mettre en lumière ses insuffisances. Remettre en cause les valeurs nominales ou la modélisation (par exemple le zonage matériau) pour aboutir à une description compatible avec l'expérience reste du ressort de l'ingénieur. Le travail présenté ici lui permet d'éclairer au mieux ses choix.

L'objectif de ma thèse étant d'étudier certains systèmes linéaires continus à paramètres variant dans le temps (LPV), certains travaux sur l'analyse, synthèse et aussi études de performances relatives à ces systèmes ont pu être effectués. Les incertitudes peuvent avoir une structure qui varie, qui peut être polytopique, affine ou autre... Les conditions que l'on propose exigent de diminuer le conservatisme engendré au préalable par certaines conditions données dans ce contexte dans la littérature. Egalement, nous sommes appelés à mettre en place des représentations nouvelles de la dérivée temporelle du paramètre temps-variant et de l'intégrer dans nos conditions. En effet, il a été prouvé que le problème de commande robuste, peut être tourné en un ensemble d'inégalités matricielles linéaires. Les problèmes LMIs étant convexes, et nombreux algorithmes polynomiaux d'optimisation, sont disponibles pour les résoudre. Dans ce contexte, les études sur ces systèmes continus Linéaires à Paramètres temps Variant a pris de l'ampleur durant ces dernières années. C'est dans ce sens que j'ai essayé de présenter ma thèse. Les modèles qui ont été considérés dans mon mémoire sont à temps continu. Une étude bibliographique sur les systèmes admettant un modèle incertain linéaire à temps invariant (LTI) a été faite dans une première partie, puis tous les résultats relatifs aux systèmes LPV ont succédés dans des parties ultérieures.

Ce mémoire, a pour objet de présenter une synthèse de mes travaux de recherche et de les mettre en perspective avec l'objectif général de la conception et du développement d'un environnement logiciel pour la modélisation et la simulation. Ils sont présentés selon trois axes thématiques : - bien modéliser pour mieux simuler, - calculer efficacement, précisément et juste, - générer un code de calcul dédié. Un dernier chapitre, plus technique, présente les contours et les fonctionnalités de cet environnement logiciel intégré pour la modélisation et la simulation, dont la conception a été le cadre général et le fil conducteur de l'essentiel de mes travaux.

Le formulaire de calcul neutronique HORUS3D/N dédié au Réacteur Jules Horowitz (RJH), sert aux études de conception et de sûreté du réacteur. La maîtrise de l'ensemble des paramètres neutroniques du RJH doit être assurée pour l'instruction du rapport de sûreté de l'installation. Ce travail de recherche s'inscrit dans cet objectif et s'attache à la détermination, la maîtrise et la réduction des incertitudes dues aux données nucléaires sur la réactivité du Réacteur Jules Horowitz (RJH). Une démarche rigoureuse et générique a été mise en place : c'est un ensemble cohérent, complet et incrémental qui permet l'identification et la quantification de l'ensemble des sources d'incertitudes et qui a abouti à la maîtrise du biais et des incertitudes dus aux données nucléaires sur la réactivité du cas étudié : le Réacteur Jules Horowitz. Cette méthode est basée sur une succession d'études : l'élaboration d'un jeu de matrices de variance-covariance cohérentes concernant les données nucléaires des isotopes d'intérêt, les études de sensibilité aux données nucléaires de l'expérience et de l'application étudiées, la détermination fine des incertitudes technologiques par la mise en œuvre d'une méthode innovante une étude de transposition estimant le biais et l'incertitude a posteriori dus aux données nucléaires sur l'application étudiée. Les différentes étapes s'appuient sur les outils de calcul de référence du CEA (code de calcul Monte-Carlo TRIPOLI4, codes déterministes APOLLO2 et CRONOS2, code d'évaluation CONRAD), l'évaluation de données nucléaires JEFF-3.1.1 et des méthodes de propagation, marginalisation et de transposition des incertitudes. La propagation des incertitudes sur les données nucléaires contenues dans les matrices de variance-covariance conclut à une incertitude a priori de 637 pcm (1σ) sur la réactivité du RJH pour le combustible U3Si2Al enrichi à 19.75% en 235U. L'interprétation des mesures d'oscillation d'échantillons du programme VALMONT dans le réacteur MINERVE a permis la qualification des données nucléaires relatives au combustible du RJH de l'évaluation JEFF-3.1.1 et a mis en évidence la cohérence de leurs incertitudes. Ainsi, l'interprétation de la réactivité du cœur AMMON/Référence a été réalisée avec l'évaluation JEFF-3.1.1 (et le code de référence TRIPOLI4). Un écart calcul/expérience de +376 pcm est observé. Une étude fine de détermination des incertitudes sur la réactivité de la configuration de référence aboutit à 340 pcm (1σ) dues aux incertitudes technologiques et à 671 pcm (1σ) dues aux incertitudes sur les données nucléaires. La transposition du biais et des incertitudes de l'expérience AMMON/Référence est réalisable grâce à l'excellente représentativité de cette dernière vis-à-vis du RJH. La réduction d'un facteur 2 sur l'incertitude à appliquer sur la réactivité début de vie du RJH est ainsi obtenue, ce qui équivaut à un gain d'environ deux jours équivalents pleine puissance (1σ) sur la longueur de cycle. Ainsi, le biais et l'incertitude associée à retenir pour un combustible U3Si2Al enrichi à 19.75 % en 235U, et un cœur RJH critique non barré (réflecteur nu) en début de vie sont de +266 ± 352 pcm (1σ).

Ces travaux ont été développés dans le contexte de l'analyse vibratoire des assemblages combustibles. Ce type de structure est très complexe et a, du fait de sa géométrie, une très forte densité modale. Ainsi, afin de calculer la réponse d'une telle structure, une modélisation simplifiée est préférable. L'objectif est d'identifier des forces stochastiques induites par l'écoulement en utilisant un modèle numérique incertain et des réponses expérimentales. Pour ce problème, 4 sources d'incertitudes sont à prendre en considération : (1) Les incertitudes de modèle induites par les simplifications du modèle. (2) Les incertitudes sur les forces induites par les fluctuations statistiques de la pression turbulent. (3) Les incertitudes concernant la modélisation des forces stochastiques. (4) Les incertitudes induites par les erreurs de mesures. Les forces stochastiques ainsi identifiées sont appliquées sur le modèle simplifié stochastique pour calculer des statistiques sur les quantités d'intérêt