Actuellement, les méthodes de suivi d’objet utilisent majoritairement un capteur conventionnel doté d’une fréquence de capture limitée, par exemple : une caméra couleur RGB ou un capteur RGB-D qui fournit également la profondeur à chaque pixel. Ceux-ci ne sont pas idéaux lorsque l’objet se déplace à grande vitesse car des images floues sont produites. Augmenter la fréquence de capture est la solution naïve, mais cela a comme effet d’augmenter le nombre de données capturées et la complexité d’exécution des algorithmes. Ceci cause particulièrement problème dans un contexte de réalité augmentée qui utilise des systèmes embarqués ou mobiles qui ont des capacités de calcul limitées. D’un autre côté, la popularité des capteurs événementiels, qui mesurent les variations d’intensité dans la scène, est en augmentation dû à leur faible puissance d’utilisation, leur faible latence, leur capacité d’acquisition à grande vitesse et le fait qu’ils minimisent le nombre de données capturées. Ce mémoire présente donc une méthode d’apprentissage profond de suivi d’objet à grande vitesse en six degrés de liberté en combinant deux capteurs distincts, soit un capteur RGBD et une caméra événementielle. Pour permettre l’utilisation des capteurs conjointement, une méthode de calibration temporelle et spatiale est détaillée afin de mettre en registre les images capturées par les deux caméras. Par la suite, une méthode d’apprentissage profond de suivi d’objet est présentée. Celle-ci utilise uniquement des données synthétiques à l’entrainement et utilise les deux capteurs pour améliorer les performances de suivi d’objet en 6DOF, surtout dans les scénarios à grande vitesse. Pour terminer, un jeu de données RGB-D-E est capturé et annoté à la position réelle pour chaque trame. Ce jeu de données est accessible publiquement et peut être utilisé pour quantifier les performances de méthodes futures.

Actuellement, les méthodes de suivi d'objet utilisent majoritairement un capteur conventionnel doté d'une fréquence de capture limitée, par exemple : une caméra couleur RGB ou un capteur RGB-D qui fournit également la profondeur à chaque pixel. Ceux-ci ne sont pas idéaux lorsque l'objet se déplace à grande vitesse car des images floues sont produites. Augmenter la fréquence de capture est la solution naïve, mais cela a comme effet d'augmenter le nombre de données capturées et la complexité d'exécution des algorithmes. Ceci cause particulièrement problème dans un contexte de réalité augmentée qui utilise des systèmes embarqués ou mobiles qui ont des capacités de calcul limitées. D'un autre côté, la popularité des capteurs événementiels, qui mesurent les variations d'intensité dans la scène, est en augmentation dû à leur faible puissance d'utilisation, leur faible latence, leur capacité d'acquisition à grande vitesse et le fait qu'ils minimisent le nombre de données capturées. Ce mémoire présente donc une méthode d'apprentissage profond de suivi d'objet à grande vitesse en six degrés de liberté en combinant deux capteurs distincts, soit un capteur RGB-D et une caméra événementielle. Pour permettre l'utilisation des capteurs conjointement, une méthode de calibration temporelle et spatiale est détaillée afin de mettre en registre les images capturées par les deux caméras. Par la suite, une méthode d'apprentissage profond de suivi d'objet est présentée. Celle-ci utilise uniquement des données synthétiques à l'entrainement et utilise les deux capteurs pour améliorer les performances de suivi d'objet en 6DOF, surtout dans les scénarios à grande vitesse. Pour terminer, un jeu de données RGB-D-E est capturé et annoté à la position réelle pour chaque trame. Ce jeu de données est accessible publiquement et peut être utilisé pour quantifier les performances de méthodes futures.

Les organisations actuelles se structurent et agissent en s'appuyant sur leurs systèmes d'information. Malgré les progrès considérables réalisés par la technologie informatique, on constate que les acteurs restent très souvent critiques par rapport à leur systèmes d'information. Une des causes de cet écart entre les espoirs et la réalité trouve sa source dans la difficulté à produire un cahier des charges suffisamment détaillé pour les opérationnels et interprétable par les spécialistes des systèmes d'information. Notre proposition vise à surmonter cet obstacle en organisant l'expression des besoins dans un langage commun aux opérationnels et aux experts techniques. Pour cela, le langage proposé pour exprimer les besoins est basé sur la notion de but. L'ensemble de cette démarche repose sur l'ingénierie dirigée par les modèles. Celle-ci a aujourd'hui montré la majorité de ces résultats dans la phase de développement logiciel et tout particulièrement avec l'approche MDA. Tandis que cette phase est grandement étudiée par la communauté IDM, la phase de spécification et d'expression du besoin est, aujourd'hui, peu approfondie. Notre proposition repose sur la mise en œuvre de l'ingénierie dirigée par les modèles dans cette phase, qui semble être l'une des plus importantes dans le processus de développement logiciel, avec pour objectif d'améliorer la qualité de la spécification des besoins et ainsi apporter une information plus fiable et plus claire aux étapes suivantes. Cette proposition repose sur un méta-modèle de spécification du besoin fonctionnel et d'un mécanisme d'interprétation à l'aide de transformations de modèles.

Cette thèse aborde la problématique de la génération des connaissances au cours de la phase de conception et plus particulièrement en conception collaborative. Il est proposé d'exploiter les connaissances en conception après une phase de collecte, de capture. Après une phase de capitalisation viendra une étape de réarrangement de ces connaissances. Un processus appelé "Processus d'Ingénition" est montré. Établi sur le principe de description de graphes de connaissances augmentées d'une triple instrumentation, ce processus permet une analyse originale des phases de conception d'un produit. Des applications à l'ingénierie didactique et à l'ingénierie pédagogique ont vu le jour au cours de ce travail. Les domaines de la conception collaborative de produits, de la didactique et de la gestion des connaissances sont mis en regard pour proposer une vision originale du processus de conception collaborative. / This thesis deals with knowledge generation problems during product design and more particularly in collaborative design. By integration of thee fields, collaborative product design, didactic engineering and knowledge management, we propose a generic framework. The main proposition is to capture, capitalize, reorganize and then exploit the knowledge in the field of design product. In the first step we develop a conceptual framework as “process of ingenition”. This global process allows defining the macro level positioning. In the second step the graph of knowledge description with a “triple instrumentation” developed. This process leads to have an original analysis of product design. At last we submit an application of proposed process in didactic and teaching engineering.

L’objectif de la thèse est d’enrichir l’Analyse Fonctionnelle, une méthode de conception orientée sur la définition des fonctions d’un produit, pour le développement d’ouvrages complexes dans le domaine de la construction. Pour cela les concepts et pratiques de deux corpus méthodologiques sont adaptés et intégrés dans l’Analyse Fonctionnelle : l’Ingénierie Système et la Constructibilité. Cette méthode enrichie est appliquée sur un concept innovant de métro multifonctionnel qui consiste à utiliser un système unique pour répondre à plusieurs besoins de la ville : non seulement transporter des passagers mais aussi de l’eau, des déchets, de l’électricité, de la chaleur, de l’information, des marchandises et bien d’autres selon les particularités de chaque projet. Dans l’introduction après avoir brièvement décrit les enjeux rencontrés dans le domaine de la construction, qui justifient le besoin de nouvelles méthodes, nous soulignons que l’Analyse Fonctionnelle a essentiellement été utilisée dans d’autres domaines que celui de la construction pour faire face aux mêmes problèmes. En revanche, son application au domaine de la construction est limitée du fait de la non prise en compte des particularités de ce secteur : le besoin auquel répondent les systèmes dans ce domaine sont d’adapter l’espace pour que s’y réalise des activités humaines, mais aussi que chaque projet est unique. L’unicité de chaque projet nous a amené à prendre en compte la constructibilité, soit les contraintes liées au développement de l’ouvrage, à différentes étapes de l’Analyse Fonctionnelle. L’Analyse Fonctionnelle est aussi mal adaptée pour le développement de systèmes complexes, ainsi, les concepts et outils de l’ingénierie Système, dont l’objectif est la maitrise des systèmes complexes, sont intégrés à l’Analyse Fonctionnelle (V&V, SysML). La première partie de la thèse consiste en un état de l’art des trois méthodes étudiées : l’Analyse Fonctionnelle, l’Ingénierie Système et la Constructibilité. Dans cette partie les blocages et des adaptations nécessaires sont identifiés. Dans une deuxième partie, la méthode d’Analyse Fonctionnelle enrichie par la Constructibilité et l’Ingénierie Système est présentée. Le concept de Constructibilité notamment est étendu à la prise en compte non seulement des contraintes liées aux activités de réalisation mais aussi aux contraintes de conception et de planification/programmation (soit l’ensemble du système pour faire). L’Ingénierie Système pour sa part est adaptée en prenant en compte les caractéristiques spatiales des systèmes, composantes essentielles dans la construction. Deux outils ont été développés pendant la thèse permettant d’implémenter la méthode : un outil de modélisation des exigences basé sur le langage de modélisation SysML qui permet de lier les exigences avec des modèles BIM (Building Information Modeling) améliorant ainsi leur traçabilité et la facilitation de leur vérification, et la matrice de constructibilité qui permet d’analyser la constructibilité d’un système en prenant en compte l’ensemble des contraintes liées à son développement. Troisièmement, la méthode d’Analyse Fonctionnelle enrichie est appliquée sur 2 cas d’études liés au métro multifonctionnel : l’application de ce concept sur les études de la 5ème ligne de Lyon vers Alaï et l’intégration d’un réseau de fibre optique alimentant l’île de France dans la ligne 16 du projet du Grand Paris. En conclusion des pistes de recherche pour le futur sont proposées : d’autres méthodologies de conception existent avec des objectifs différents (innovation pour la théorie C-K) ou des nouveaux concepts (System of Systems). Ou comment mesurer et quantifier les critères de constructibilité ? Comment appliquer ces méthodes dans différents contextes législatifs et contractuels ? Sont autant de question qui méritent de nouvelles recherches ultérieures / Objectives of the thesis is to enrich Functional Analysis, a design method oriented on the definition of functions, by the integration of two methodological corpuses: Constructability and Systems Engineering in order to adapt it to complex construction products. The enriched method is used and applied on an innovative concept: the multifunctional metro. This new concept consists in the integration of new functions in a metro system: not only transport people but also energy, information, wastes, merchandises, water etc. in order to answer to several city needs with a unique infrastructure. In the introduction, after having describe challenges faced by the construction industry, we highlight that Functional Analysis has been used extensively in other industries to face similar issues. However, its application in the construction industry is limited due to particularities of the construction industry: each project is unique, construction projects are complex and that needs construction projects answer consists in adapting space in order to carry human or related activities. The identification of such particularities have led on one hand, to the consideration of constructability concepts and principles in Functional Analysis to better integrate development constraints of each project in the product development. On the other hand, to the consideration of Systems Engineering, a methodological corpus which objective is to manage complexity of projects. Firstly, Functional Analysis, Constructability and Systems Engineering corpuses are presented and issues are identified in these three methods either to adapt them to complex construction projects for their integration. Constructability notably, is improved with the integration of constraints from Design and Planning phases and a proposition is presented to shift from Constructability to Constructibility. Systems Engineering for its part is adapted by the integration of spatial characteristics of systems. A SysML tool (Systems Modeling Language) has been developed and linked with a BIM modeling tool to improve the capacity to model and verify requirements related to construction systems. The Constructibility matrix, a tool to ease the implementation of constructibility has also been developed.Secondly, Functional Analysis enriched by methodological inputs and tools related to the construction industry is applied. Case studies concern two different phases (planning and design) in two different projects where multifunctionnality concepts have been investigated: the 5th metro line of Lyon where the evaluation of the integration of new functions in the metro line have been studied. And the line 16 of the Greater Paris Project where the integration of a broadband network was the opportunity to study the integration of a new function more in detail (transport information). In conclusion we shall suggest some ways forward by outlining avenues for further researches: how to measure constructibility criteria at different systemic levels is a challenge on which we give some ways to follow. The application and adaptation of Systems Engineering to the construction industry remains to be better investigated and we give some further research indications, particularly on the integration with BIM (Building Information Modeling) methods. We also present how the use of MBSE (Model-Based Systems Engineering) techniques and Data Science could lead to the automation of some design activities which could enrich Functional Analysis methods. Insights on the organization of the profession and contractual issues are proposed and would require more researches to enable implementation of the presented methodology in projects

La modernisation logicielle est un domaine en plein essor du fait du vieillissement des technologies datant des années 1960, tel que COBOL ou FORTRAN. Aujourd'hui, bon nombre de ces applications sont toujours en service du fait de leur criticité. Ce sont elles qui continuent d'assurer le bon fonctionnement du système d'information de l'entreprise. Face à l'arrivée en force de technologies récentes de type Cloud ou Mobile, il devient urgent de les moderniser. Toutefois, près de deux projets de modernisation sur trois échouent à cause du manque ou la perte de documentation de l'application, la complexité du logiciel (qui lui n'a cessé de grandir avec le temps), la perte des connaissances techniques (les jeunes développeurs n'ont jamais étudié ces anciennes technologies), tout cela couplé à un manque d'outils et de méthodes industrielles. Face à ce constat implacable, cette thèse suggère une solution pour l'industrialisation du processus de modernisation à travers l'utilisation de l'Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM), notamment en prenant pour base les métamodèles issus de l'initiative Architecture Driven Modernisation de l'OMG. Nous montrons qu'il est ainsi possible d'automatiser une majorité du processus du fait de l'utilisation de métamodèles pivots technologiquement neutres, ainsi que l'utilisation d'une série d'outils permettant d'obtenir une automatisation des tâches de migration de l'application. Nous proposons également de rendre cette solution adaptable à n'importe quel langage légataire au travers d'une chaîne de modernisation paramétrable via l'utilisation d'un moteur de transformation dédié offrant des mécanismes d'extensibilité et de réutilisabilité. Pour terminer, nous illustrons l'ensemble des idées développées dans cette thèse sur l'exemple concret d'une application codée en COBOL. / Software modernization is a fast-growing sector due to the aging technologies from the 1960s, such as COBOL or FORTRAN. Nowadays, many of these applications are still being used because of their criticality. These applications allow companies to maintain their information system. But to face the arrival of newer technologies and platforms, like Cloud or Mobile, companies must modernize their systems to deliver the same services and also develop new ones in order to compete. However, nearly two out of three modernization projects fail because of the lack or the loss of applications documentation, the complexity of the software (that has continued to grow over time), the loss of technical knowledge (the junior developers have never studied these ancient technologies), plus a lack of tools and industrial methods. Faced with this relentless observation, this thesis suggests a solution to the industrialization process of modernization through the use of Model Driven (IDM) Engineering, especially by using metamodels base from Driven Architecture Modernization of the OMG. We therefore demonstrate that it is possible to automate the process thanks to technologically neutral metamodels and by using a set of tools to get the automation of application migration tasks. We also propose to have this solution adapted to any languages through a configurable chain of modernization by using a dedicated processing engine that provides scalability and reusability mechanisms. Finally, we illustrate the ideas developed in this thesis in the concrete case of a coded COBOL application.

Cette thèse aborde la problématique de la génération des connaissances au cours de la phase de conception et plus particulièrement en conception collaborative. Il est proposé d'exploiter les connaissances en conception après une phase de collecte, de capture. Après une phase de capitalisation viendra une étape de réarrangement de ces connaissances. Un processus appelé "Processus d'Ingénition" est montré. Établi sur le principe de description de graphes de connaissances augmentées d'une triple instrumentation, ce processus permet une analyse originale des phases de conception d'un produit. Des applications à l'ingénierie didactique et à l'ingénierie pédagogique ont vu le jour au cours de ce travail. Les domaines de la conception collaborative de produits, de la didactique et de la gestion des connaissances sont mis en regard pour proposer une vision originale du processus de conception collaborative.

Ce travail traite des problèmes méthodologiques dans les projets de mise en œuvre des Systèmes d'Information Techniques (SIT) en entreprise. Il a pour champ d'application le domaine de l'ingénierie de production. L'objectif est l'amélioration de deux aspects de ces problèmes : le cahier des charges de la maîtrise d'ouvrage et de la maîtrise d'œuvre, et la démarche globale de conduite de ces projets. Pour ce faire, nous proposons un référentiel du domaine, élaboré à l'aide de diagrammes de spécification standards. Orienté expression des besoins en GDT, le référentiel est réutilisable dans les développements futurs de SIT en phase d'analyse du domaine. La démarche d'élaboration du référentiel est rationalisée ; elle se veut un guide méthodologique pour l'ingénierie même des SIT. Elle implique les principaux acteurs suivant un processus itératif. Cette démarche est de plus contextuelle pour mieux appréhender les singularités des projets et suffisamment flexible pour respecter le caractère créatif des métiers d'ingénierie.

Le thème principal de cette recherche est d'étudier et développer des techniques pour la modélisation des systèmes où la sécurité est critique. Cette thèse est focalisé sur l'étape de la spécification du domaine où de tels systèmes vont fonctionner, et de sa validation. La contribution de cette thèse est double. D'abord, nous modélisons le domaine des transports terrestres, un bon candidat pour cette étude en raison de sa nature critique vis-à-vis de la sécurité, dans le cadre formel de B événementiel et proposent quelques directives pour cette activité. Ensuite, nous présentons une approche, basée sur les techniques de l'animation et des transformations, pour la validation par étapes des spécifications formelles.

Les travaux de cette thèse se situent à l'intersection des domaines de l'ingénierie système et de l'ingénierie dirigée par les modèles. Un ensemble de processus d'ingénierie des exigences et de conception architecturale système a été proposé. Sur la base du standard MDA, des méthodes de conception et de validation ont été définies et mise en Suvre autour d'un modèle d'information. Celui-ci a été réalisé comme un profil du langage SysML, et permet la vérification formelle de règles et de propriétés systèmes au moyen de contraintes OCL. Afin de compléter la méthodologie sur le plan de la validation système, des modèles en langage VHDL-AMS ont été intégrés à la méthodologie. Cette approche nous a amené à étudier un certains nombre de transformations de modèles, pour lesquelles nous avons choisi de travailler au niveau des métamodèles.