Deinococcus geothermalis est un organisme non-model intéressant pour les bio-productions de part sa résistance extrême et ses capacités de fermentation partant de diverses sources de carbone. Cependant les outils d’ingénierie permettant une fine maîtrise des voix métaboliques restent limités pour cet organisme. Le but de ce travail de thèse, est d’essayer de surpasser cet obstacle à travers l’observation des motifs génétiques et de leur organisation. L’analyses de ces motifs a été menée via deux approches. La première est l’étude de l’impact de la position dans le génome sur l’expression d’une cassette reportrice. Grâce à une collection de 150 souches, nous avons observé que l’expression est plus forte au niveau de l’origine de réplication que du terminus. Une autre observation concerne la présence de zone de forte expression réparties symétriquement le long du chromosome. La seconde approche est l’analyse des motifs génétiques en cas de stress grace outil GREAT:SCAN:patterns. Ces motifs sont fortement liés régulation de l’expression des gènes et sont des points intéressant pour l’ingénierie du génome. En analysant les résultats de différentes conditions de stress ainsi que les régulons décrits dans la littérature, nous avons pu observer que des stress voisins partagent les mêmes motifs et que ces motifs semblent conservés chez des organismes distants. Ces deux approches ont permis de déterminer des positions d’insertion dans le génome intéressantes pour l’ingénierie métabolique. / Deinococcus geothermalis is a non-model organism of high interest for bio-manufacturing since it shows a extreme resistance and good capacities for fermentation process on different carbon sources. However the engineering tools are limited to finely tuned metabolic pathways for bio-productions. This PhD work aims at contributing to overcome this obstacle through a whole-genome approach to the issue of understanding the genomic organization of D. geothermalis and defined interesting genomic locations. The whole-genome approach is based on the existence of genome-scale patterns that were analyzed in two different ways. A first approach consisted of studying the influence of the genome location on the expression of a reporter cassette. On a library of over 150 strains, the expression is higher near the origin of replication than near the terminus, a common observation. However, other hot spots of expression along the genome additionally appeared with a symmetric distribution about the origin of replication. The second approach consisted of analyzing the genomic patterns under stress through the in-house GREAT:SCAN:patterns software. These patterns interrelate with gene expression regulation and are an interesting key for genome engineering. Testing different stress conditions and considering the matching regulons as described in the literature, it appeared that related stresses share genomic patterns. Moreover these patterns tend to be conserved between distant organisms. These two approaches lead to define interesting genome loci for inserting genes encoding the enzymes of a pathway, with a view to metabolic engineering.

La présente thèse porte sur la collaboration dans la conception d'un système dans un cadre Ingénierie Système (IS) et plus spécifiquement, nous nous sommes intéressés à la phase de définition des besoins du système ou processus d'Ingénierie des exigences, qui est la toute première phase dans l'Ingénierie Système. L'Ingénierie des Exigences est un processus assez complexe au cours duquel les exigences qu'un système doit satisfaire sont définies à partir de besoins provenant des différentes parties prenantes concernées de près ou de loin par la réalisation du système. Nous faisons la distinction entre le besoin qui est la perception qu'un utilisateur final a du système et l'exigence qui est la vision en termes techniques qu'un concepteur ou un développeur a du système. Le processus d'élicitation des besoins et de leur transformation en exigences techniques est un travail assez critique et demande l'implication de toutes les parties prenantes. Sur la base de ce constat, nous avons adopte une approche collaborative pour traiter la complexité de ce processus. Etant donne la nature du problème, nous avons distingue deux domaines de définition de nos travaux : l'Ingénierie des Exigences à travers l'Elicitation des Exigences et la Collaboration. Nous avons ainsi adopte une démarche dans laquelle nous faisons la distinction entre les problèmes d'Ingénierie et ceux de la collaboration. Nous proposons une méthodologie pour l'Elicitation Collaborative des exigences qui distingue deux types de processus : les processus d'Ingénierie des exigences et les processus de collaboration. Les processus de collaboration sont définis à l'aide de l'Ingénierie de la Collaboration en s'appuyant sur les taches d'Ingénierie identifiées aux travers de processus d'Ingénierie fournis par des normes, en l'occurrence la norme EIA-632. Des expérimentations de notre méthodologie ont été réalises avec des étudiants en utilisant l'outil ThinkTank de GroupSystems et un prototype de spécification c ollaborative des exigences appelé SPECJ que nous avons développé.

Cost engineering is a domain taught to university students in all engineering disciplines. Its goal is to provide engineers with mathematical analysis tools useful to make economically accurate decisions. This discipline is complex and raises several learning difficulties among students, which brings the need for, in addition to human assistance, a computer-based instruction system. However, to efficiently fix difficulties and misunderstandings encountered by students, such a tutoring system must have strong pedagogical skills in addition to domain-related knowledge. Moreover, cost engineering is a domain that involves not only theoretical knowledge, but also problem-solving skills. Finally, there exist no tutoring systems yet in cost engineering. This thesis presents an intelligent tutoring system (ITS) in cost engineering. We analyse in detail the representation of all involved types of knowledge: domain knowledge, problem-solving knowledge, and tutoring knowledge. We also exhibit some interesting issues of our knowledge representation, in particular four generic operating modes of an ITS applied to a domain involving problem-solving skills. Finally, we show our design for implementing that system. / Le génie économique est une matière universitaire enseignée à tous les étudiants en génie. Il a pour but de donner aux ingénieurs des outils d’analyse mathématique nécessaires à la prise de décisions économiquement judicieuses. Cette discipline est complexe et pose plusieurs difficultés d’apprentissage chez les étudiants, ce qui amène, en plus d’une aide humaine, le besoin d’un système d’enseignement informatisé. Cependant, afin de régler efficacement les difficultés et les lacunes des étudiants, un tel système tutoriel doit posséder de bonnes connaissances pédagogiques en plus de l’expertise du domaine. De plus, le génie économique est un domaine qui implique non seulement des connaissances théoriques, mais également de la résolution de problèmes. Finalement, il n’existe pas encore de système tutoriel en génie économique. Ce mémoire présente un système tutoriel intelligent (STI) en génie économique. Nous analysons en détail la représentation des types de connaissance impliqués: connaissances du domaine, en résolution de problèmes et tutorielle. Nous montrons également quelques résultats intéressants de notre représentation de la connaissance, entre autres quatre modes génériques de fonctionnement d’un STI appliqué à un domaine impliquant de la résolution de problèmes. Enfin, nous exposons notre conception d’implantation de ce système. / Québec Université Laval, Bibliothèque 2019

Le rapport spécial du GIEC (SR1.5) publié en octobre 2018 est sans équivoque. Avec un réchauffement global d'environ 1°C en 2017 par rapport au début de l'ère industrielle et une teneur de CO2 dans l'atmosphère de 400 parties par million, l'Homme a d'ores et déjà modifié substantiellement le climat. L'évaluation de scénarios climatiques à bas niveau d'émissions limitant le réchauffement global à venir en deçà de 2°C montre que nous sommes désormais face à un défi scientifique, technique et civilisationnel sans précédent. Le GIEC stipule que chaque année perdue en matière d'atténuation rend un peu plus plausible la perspective d'une véritable "catastrophe" climatique. Dans ce contexte alarmant, les techniques de modification du rayonnement solaire sont de plus en plus étudiées comme une alternative à court terme pouvant limiter les impacts liés à la hausse de la température globale, en attendant la mise en œuvre et/ou la faisabilité de techniques d'atténuation suffisamment efficaces. La modélisation du système Terre reste à ce jour le seul moyen d'étudier dans quelles mesures ces techniques pourraient effectivement s'insérer dans la lutte contre le changement climatique. Le but principal de cette thèse est de quantifier et de réduire les incertitudes quant à la réponse des modèles aux simulations de géo-ingénierie de type modification du rayonnement solaire, en accordant une attention toute particulière aux effets collatéraux sur les cycles de l'eau et du carbone. Dans un premier temps, nous avons exploité les simulations existantes du projet GeoMIP, et avons identifié une relation statistique émergente entre le refroidissement obtenu dans les simulations de modification du rayonnement solaire, et le refroidissement induit par les éruptions volcaniques majeures dans les simulations historiques. Sur la base de plusieurs jeux d'observations, nous avons évalué la réponse des modèles aux éruptions et ainsi contraint la réponse à la modification du rayonnement solaire, réduisant son efficacité potentielle de 20% et l'incertitude associée de 40%. Par la suite, nous nous sommes intéressés à la réponse du cycle du carbone et avons montré que les changements climatiques induits par cette forme de géo-ingénierie tendent à stimuler les puits de carbone continentaux et océaniques. Nous avons cependant pointé l'incertitude qui entoure les processus responsables de cette augmentation, et également la réversibilité du cycle du carbone en cas d'arrêt de la géo-ingénierie. Malgré le renforcement des puits naturels de carbone, ce dernier résultat confirme que cette forme de géo-ingénierie ne peut être considérée comme une technique d'atténuation du fait de la non pérennité du stockage additionnel des émissions anthropiques de carbone dans les réservoirs océanique et terrestre. Enfin, nous nous sommes intéressés à d'autres sources d'incertitudes, liées au choix du protocole expérimental ou du modèle mis en oeuvre. Nous avons en particulier mis en lumière l’influence potentielle de la stratosphère et de son couplage avec la circulation troposphérique sur la réponse régionale des modèles à nos latitudes.

De nos jours, les entreprises font souvent face à des problèmes de gestion, maintenance, évolution ou remplacement de leurs systèmes logiciel existants. La Rétro-Ingénierie est la phase requise d’obtention de diverses représentations de ces systèmes pour une meilleure compréhension de leurs buts / états.L’Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM) est un paradigme du Génie Logiciel reposant sur la création, manipulation et utilisation intensive de modèles dans les tâches de conception, développement, déploiement, intégration, maintenance et évolution. La Rétro-Ingénierie Dirigée par les Modèles (RIDM) a été proposée afin d’améliorer les approches de Rétro-Ingénierie traditionnelles. Elle vise à obtenir des modèles à partir d’un système existant, puis à les fédérer via des vues cohérentes pour une meilleure compréhension.Cependant, les solutions existantes sont limitées car étant souvent des intégrations spécifiques d’outils. Elles peuvent aussi être (très) hétérogènes, entravant ainsi leurs déploiements. Il manque donc de solutions pour que la RIDM puisse être combinée avec des capacités de vue / fédération de modèles.Dans cette thèse, nous proposons deux approches complémentaires, génériques et extensibles basées sur les modèles ainsi que leurs implémentations en open source basées sur Eclipse-EMF : (i) Pour faciliter l’élaboration de solutions de RIDM dans des contextes variés, en obtenant différents types de modèles à partir de systèmes existants (e.g. leurs codes source, données). (ii) Pour spécifier, construire et manipuler des vues fédérant différents modèles (e.g. résultant de la RIDM) selon des objectifs de compréhension (e.g. pour diverses parties prenantes). / Nowadays, companies face more and more the problem of managing, maintaining, evolving or replacing their existing software systems. Reverse Engineering is the required phase of obtaining various representations of these systems to provide a better comprehension of their purposes / states.Model Driven Engineering (MDE) is a Software Engineering paradigm relying on intensive model creation, manipulation and use within design, development, deployment, integration, maintenance and evolution tasks. Model Driven Reverse Engineering (MDRE) has been proposed to enhance traditional Reverse Engineering approaches via the application of MDE. It aims at obtaining models from an existing system according to various aspects, and then possibly federating them via coherent views for further comprehension.However, existing solutions are limited as they quite often rely on case-specific integrations of different tools. Moreover, they can sometimes be (very) heterogeneous which may hinder their practical deployments. Generic and extensible solutions are still missing for MDRE to be combined with model view / federation capabilities.In this thesis, we propose to rely on two complementary, generic and extensible model-based approaches and their Eclipse/EMF-based implementations in open source: (i) To facilitate the elaboration of MDRE solutions in many different contexts, by obtaining different kinds of models from existing systems (e.g. their source code, data). (ii) To specify, build and manipulate views federating different models (e.g. resulting from MDRE) according to comprehension objectives (e.g. for different stakeholders).

La thermoélectricité convertit fiablement l’énergie thermique en énergie électrique de manière directe, silencieusement et sans vibrations. Dans le contexte des réserves limitées en énergies fossiles, de l’effet de serre et de besoin énergétiques mondiaux en hausse, la récupération d’énergie thermique dissipée peut être une solution d'appoint. Un bon matériau thermoélectrique intègre des propriétés antagonistes : haute conductivité électrique (σ) et faible conductivité thermique (κ). La thermoélectricité conventionnelle utilise des matériaux nocifs, complexes, coûteux et incompatible avec des techniques de fabrication massive ex. CMOS rendant la thermoélectricité peu populaire sur le marché. En revanche, les matériaux CMOS, à savoir le silicium (Si), le germanium (Ge) et le silicium-germanium (SixGe1-x), sont simples, facilement approvisionnables et industriellement compatibles. Ils offrent une excellente conductivité électrique (σ) mais leur utilisation dans la thermoélectricité est limitée par une conductivité thermique (κ) trop élevée. Les progrès récents dans les domaines de micro et nano-fabrication permettent de réduire κ sans affecter σ. Cela permet de fabriquer des générateurs thermoélectriques (TEG) compatibles CMOS, tout en gardant une production massive réduisant le coût. Les simulations présentées placent Si, Ge et SixGe1-x dans une position compétitive par rapport aux matériaux thermoélectriques conventionnels, à condition de réduire substantiellement κ. Une réduction de la conductivité thermique d'un facteur 3 a été expérimentalement démontrée dans des membranes de Si intégrées au sein d'une plateforme micrométrique conçue, fabriquée et caractérisée dans le cadre de cette thèse. / Thermoelectricity converts heat into electric energy in a silent, direct, vibrationless and reliable way. In light of limited reserves in fossil fuels, increasing greenhouse effect and constantly rising worldwide demand in energy, recovering heat losses can be a solution. Good thermoelectric material integrates antagonistic properties: high crystal-like electrical (σ) and low glass-like thermal (κ) conductivities. Conventional thermoelectricity uses materials that are harmful, complex, expensive and incompatible with mainstream fabrication technologies e.g. CMOS making thermoelectricity unpopular. In constrast, CMOS materials, namely Silicon (Si), Germanium (Ge) and Silicon-Germanium (SixGe1-x), are simple, easy-to-get, cheap and industrially compatible offering a high electrical conductivity (σ). However, their usage in thermoelectricity is hindered due to a prohibitive thermal conductivity (κ). Recent progress in nano- and micro-fabrication opened new possibilities to reduce κ with minor impact on σ. This opportunity enables fabrication of CMOS compatible ThermoElectric Generators (TEGs) enabling massive production and cost reduction which can significantly popularize TEGs on the market. Our modelling approach place Si, Ge and SixGe1-x in a competitive position compared with conventional thermoelectrics providing that their high bulk κ can be substantially reduced. Within the framework of this thesis, a 3-fold size induced κ reduction in Si is experimentally obtained based on a micrometer measurement platform that has been designed, fabricated and characterized in this work.

Nos travaux concernent la conception de produits dans les phases préliminaires, ou préconception de produits, se trouvant dans la littérature sous l'expression de conceptual design, à la croisée entre les domaines de l'Intelligence Artificielle appliquée à la conception, la conception intégrée et simultanée, les théories de la conception et les méthodologies industrielles du type Analyse de la Valeur.<br />Dans un premier temps, nous avons proposé des modèles enrichis de cahier des charges. Il s'agit de modèles fonctionnels d'objectifs et de satisfactions (ou préférences) relatifs à un produit, à ses services associés et à son projet de conception-industrialisation, en tachant de tenir compte des aspects : incertitude, contexte, multi-acteurs et évolution.<br />Dans un deuxième temps, nous avons travaillé à la façon de traduire ces objectifs de produit en concepts de solutions (ou architectures) de manière la plus automatisée qui soit : par des méthodes de synthèse, ou par des méthodes semi-automatiques qui, loin de prendre la place des concepteurs, leur permettent au contraire de disposer d'outils de conception génériques leur donnant les moyens de se consacrer à des taches de créativité. Nous avons notamment contribué à développer une méthode de synthèse de concepts en allocation spatiale (technique de programmation par contraintes) et des méthodes de synthèse de concepts de mécanisme plan (techniques de réseau de neurones, de multi-agents, de conception basée sur les cas).<br />Dans un troisième temps, lorsque des concepts ont été proposés, il faut savoir évaluer leurs performances, la difficulté résidant d'une part dans la définition grossière d'un concept et donc dans leur aptitude à représenter des classes entières de produits solutions, et d'autre part dans l'absence de conception de détail. Le raisonnement à partir de modèles incomplètement définis occupe une part importante de nos travaux. Des méthodes issues de la physique qualitative ont été développées, et la modélisation des performances a été abordée de manière probabiliste et floue ainsi que de manière approximée par des techniques de métamodélisation. <br />Enfin, nous avons abordé la mesure de l'adéquation des performances d'un concept avec le cahier des charges, pour un produit générique, de manière à développer des fonctionnalités de suivi des performances, des coûts et des risques dans la phase de préconception, ainsi que des fonctionnalités d'aide à la reconception et à l'optimisation des concepts (méthodes basées sur la physique qualitative ou sur une simulation de type Monte-Carlo).

Les compagnies font face à d'énormes coûts pour maintenir leurs applications informatiques. Au fil des ans, le code de ces applications a accumulé des connaissances corporatives importantes (règles d'affaires et décisions de conception). Mais, après plusieurs années d'opération et d'évolution de ce code, ces connaissances deviennent difficiles à récupérer. Les développeurs doivent donc consacrer beaucoup de leur temps à l'analyser: une activité connue sous le nom de « compréhension du logiciel ». Comme il a été estimé que cette activité accapare entre 50 % et 90 % du travail d'un développeur, simplifier le processus de compréhension du logiciel peut avoir un impact significatif dans la réduction des coûts de développement et de maintenance. L'une des solutions au problème de compréhension du logiciel est la rétro-ingénierie. Celle-ci est le processus d'analyse du code source d'une application pour (1) identifier les composantes de l'application et les relations entre ces composantes et (2) créer une représentation de haut niveau de l'application. Plusieurs approches ont été proposées pour la rétro-ingénierie ; cependant, la représentation abstraite du code source extraite par la plupart de ces approches combine la logique d'affaires de l'application et son architecture (ou son infrastructure). Dans ce mémoire, nous présentons une nouvelle approche qui permet d'analyser le code source d'une application orientée objet afin d'en extraire un modèle abstrait ne décrivant que les règles d'affaires de cette application. Ce modèle prend la forme d'un diagramme de classes UML, présentant les classes d'affaires de cette application ainsi que les relations entre ces classes. Cette approche a été validée sur plusieurs systèmes (écrits en Java) de différentes tailles. L'approche donne de bons résultats pour les systèmes possédant une bonne architecture et un bon style de programmation. Dans le cas contraire, les résultats sont moins convaincants.

Cette thèse se propose de faire un bilan à partir d’une « radiographie » de la réformelicence-master-doctorat dans les IFSI publics lorrains. L’évolution des programmesd’enseignement en soins infirmiers témoigne d’une complexification des pratiquesinfirmières liées à l’évolution des besoins de soins dans notre société ainsi qu’àl’évolution des découvertes médicales. Ce programme de 2009 vient créer un véritablebouleversement au sein de la profession infirmière qui a déjà traversé diverses crisesidentitaires en lien avec son besoin de reconnaissance et sa demande d’autonomisation.Ce référentiel bouleverse le rapport théorie/pratique, car il opère un changementradical dans la hiérarchie cognitive précédente et les représentations du savoir : noussommes réellement, avec cette réforme, dans un « apprendre à apprendre ». Avec cenouveau programme encore appelé « ingénierie de formation », la formation infirmièrese trouve à un tournant important de son histoire, car elle s’inscrit dorénavant dansun contexte de mondialisation des échanges. De plus, cette formation prépare lesfuturs professionnels à la possibilité de poursuivre des études supérieures. Cetterecherche empirique, effectuée en six étapes, inclut tous les acteurs concernés par cechangement de programme des études en soins infirmiers et va tenter de réaliser unbilan de ce qu’il est survenu dans les IFSI publics lorrains à l’arrivée de ce programmeLMD / This thesis intends to make an appraisal of the implementation of the 2009 repositoryin Lorraine public nursing schools called IFSI. The evolution of nursing educationprograms also relects a complexity of nursing practices related to the evolution ofhealthcare within our society and the evolution of medical breakthroughs. Indeed,this program is creating signiicant disruption in the nursing profession, which hasbeen through several identity crises related to its need for recognition and its requestfor empowerment. This process disrupts the theory/practice connection becauseit operates a radical change in the previous ranking and cognitive representationsof knowledge: we are deinitely taking a “learning to learn” approach. With this newprogram (also called training engineering), nursing education is at an important turningpoint, as it is today in a context of globalization of trade. In addition, it give future healthprofessionals the opportunity to pursue higher education. This empirical research,carried out in six stages, includes all actors involved in this change in the nursingcurriculum, and will attempt to realize an appraisal on the impact of the LMD programon the Lorraine public nursing schools.

Cette thèse s’inscrit dans le cadre du développement d’un combustible nucléaire faiblement enrichi pour les réacteurs de recherche, constitué de particules d’uranium-molybdène mélangées à une matrice d’aluminium. Dans certaines conditions sous irradiations, les particules d’U(Mo) interagissent avec la matrice d’aluminium, provoquant un gonflement rédhibitoire de la plaque combustible. Pour inhiber ce phénomène, une solution consiste à déposer, à la surface des particules d’U(Mo), une fine couche de silicium, pour créer un effet barrière. Cette thèse a concerné l’étude du procédé de dépôt chimique à partir d’une phase vapeur (CVD) en lit fluidisé à partir de silane pour déposer le silicium sur la poudre d’U(Mo), qui a une densité exceptionnelle de 17,5. Pour atteindre cet objectif, deux axes d’études ont été traités au cours de la thèse : l’étude et l’optimisation de la mise en fluidisation d’une poudre aussi dense, puis celles du procédé de dépôt de silicium. Pour le premier axe, une campagne d’essais a été réalisée sur poudre simulante de tungstène dans différentes colonnes de fluidisation en verre et en acier avec des diamètres internes compris entre 2 et 5 cm, à température ambiante et à haute température (650°C), proche de celle des dépôts. Cette campagne a permis d’identifier des phénomènes d’effets de bord au sein du lit fluidisé, pouvant conduire à des dépôts hétérogènes ou à des prises en masse. Des dimensions de colonnes de fluidisation et des conditions opératoires permettant une fluidisation satisfaisante de la poudre ont pu être identifiées, ouvrant la voie à l’étude du dépôt de silicium. Plusieurs campagnes d’essais de dépôt sur poudre simulante, puis sur poudre U(Mo), ont ensuite été menées dans le cadre du second axe d’étude. L’influence de la température du lit, de la fraction molaire d’entrée en silane dilué dans l’argon, et du débit total de fluidisation, a été étudiée pour différents diamètres de réacteur et pour diverses masses de poudre. Des analyses de caractérisation morphologique et structurale (MEB, DRX...) ont révélé un dépôt de silicium uniforme sur toute la poudre et autour de chaque grain, majoritairement cristallisé et dont l’épaisseur atteint les objectifs visés. Des recommandations précises ont ainsi pu être émises pour optimiser les caractéristiques du dépôt de silicium sur la poudre combustible U(Mo) par le procédé de CVD en lit fluidisé.