Nous nous proposons dans ce travail de développer des modèles mathématiques pour étudier l'opportunité apportée par la période de garantie étendue pour les deux cas unidimensionnel et bidimensionnel aussi bien pour le consommateur que pour le fabricant du produit pour différentes situations. Nous exprimerons pour cela le coût total moyen encouru le long du cycle de vie du produit, ceci pour les deux points de vue : celui du consommateur et celui du fabriquant. Nous considèrerons également différentes options concernant les politiques de maintenance à adopter (faire de la maintenance préventive ou non) pour le produit durant les périodes suivantes : la période de garantie de base, la période de garantie étendue et la période post-garantie se terminant à la fin du cycle de vie du produit. Nous exprimerons pour cela le coût total moyen encouru le long du cycle de vie du produit pour les points de vue consommateur et fabricant. Pour tester les performances du modèle analytique, des calculs numériques ont été effectués afin de déterminer la zone de compromis pour la garantie étendue / In this study mathematical models are developed to study the opportunity provided by the extended warranty period for both two-dimensional and one-dimensional case for the consumer and the manufacturer of the product for different situations. We will express the total average cost incurred along the life cycle of the product, this to the two points of view: the consumer and the manufacturer. Also we will consider various options regarding maintenance policies to adopt (performing preventive maintenance or not) for the product during the following periods: the basic warranty period, the extended warranty period and post-warranty at the end of the life cycle of the product. We will express the total average cost incurred along the life cycle of the product for the consumer and the manufacturer. To test the performance of the analytical model, numerical calculations were performed to determine the area of compromise for the extended warranty

L'efficacité de la maintenance des systèmes industriels est un enjeu économique majeur pour leur exploitation commerciale. Les principales difficultés et sources d'inefficacité résident dans le choix des actions de maintenance. Un mauvais choix peut mener à une maintenance non satisfaisante et un surcoût dû à l'indisponibilité du système. Cette thèse propose une architecture générique de supervision pour aider à la prise de décisions d'actions de maintenance pour un système complexe. Cette architecture intègre des capacités de diagnostic et de pronostic permettant de connaître l'état actuel et l'état futur du système. La fonction de diagnostic détermine les composants en faute à l'origine des défaillances. La fonction de pronostic calcule la durée avant la prochaine défaillance du système. Nous présentons un cadre de modélisation générique formel pour un système complexe qui capture l'ensemble des connaissances nécessaires aux fonctions de diagnostic et de pronostic. Il permet de caractériser un couplage diagnostic/pronostic original. Une fonction générique et adaptative de pronostic est définie à l'aide d'un modèle de Weibull afin d'évaluer de façon probabiliste la durée de vie résiduelle du système. Des critères de performance pour l'architecture de supervision proposée reposant sur des propriétés du diagnostic et du pronostic sont caractérisés. Une méthodologie de retour sur conception est proposée dans le but d'assurer la performance de la fonction de diagnostic en garantissant la diagnosticabilité du système. L'application de ce travail de recherche aux systèmes aéronautiques s'inscrit dans le cadre du projet ARCHISTIC en collaboration avec Airbus et l'ENIT.

Les travaux présentés dans cette thèse portent sur la conception d'une méthodologie d'ordonnancement/optimisation pour les systèmes de production à grande variété de produits et faible densité de flux appelés systèmes HVLV (High-Variety, LowVolume). Les caractéristiques de ces systèmes nous permettent d'appréhender la représentation des flux y circulant par un modèle discret. Le comportement discontinu des systèmes HVLV peut être caractérisé par la connaissance des dates de début et de fin des activités de production. L'algèbre (max, +) est utilisée pour représenter ce type de systèmes où les relations entre les dates de début des activités nécessitent l'utilisation des opérateurs maximum et addition. Afin d'utiliser l'algèbre (max, +) pour l'ordonnancement des systèmes HVLV, il est indispensable de résoudre un problème de conflit et d'optimisation sous contraintes dans cette algèbre. D'abord, nous avons développé dans ces travaux de recherche un modèle d'ordonnancement (max, +) pour les systèmes HVLV dans lequel des variables de décision ont été introduites afin de résoudre le problème de conflit entre les opérations exécutées sur les machines. Ensuite, nous avons amélioré le modèle proposé pour tenir compte de la maintenance préventive. Deux types de maintenance ont été considérés : Maintenance Périodique Répétitive (MPR) et Maintenance Flexible Périodique (MFP). Dans les deux cas, un problème d'ordonnancement non-linéaire sous contraintes a été résolu afin de minimiser certains critères de performance. Enfin, la méthodologie proposée a été validée par simulation, sur des systèmes HVLV complexes de type job-shop.

La qualité et la fiabilité des infrastructures routières jouent un rôle majeur dans la sécurité routière. Cela est d'autant plus vrai lorsque qu'on s'intéresse à la circulation de véhicules autonomes qui doivent être capables à terme de circuler seuls dans l'environnement routier. Les récents travaux menés au sein de VEDECOM montrent qu'une signalisation horizontale routière claire et visible est importante dans sa prise de décision. La détection des lignes de marquage sont en grande partie réalisée par des caméras. Afin d'optimiser cette approche et prévenir les situations de non détection, cette thèse propose des outils d'analyse de fiabilité et d'aide à la maintenance de la signalisation horizontale. Aujourd’hui, la fiabilité des marquages est basée le phénomène de rétro-réflexion : un véhicule éclaire avec ses feux de croisement un marquage qui renvoie la lumière vers le conducteur. Pour établir son niveau de dégradation, des campagnes d'inspection sont réalisées par des rétro-réflectomètres montés sur des véhicules traceurs. La littérature des trente dernières années présente essentiellement des modèles de dégradation basés sur des méthodes de régression. Ces derniers présentent de nombreuses difficultés à être déployés dans le cadre d'un plan de maintenance. Cette thèse propose d'aborder ces questions sous l'angle de la théorie de la fiabilité et de la maintenance tout en tenant compte des pratiques actuelles. Une ligne de marquage est ici interprétée comme un système multi-composants monté en parallèle. Cette thèse propose de l'analyser en quatre points. Premièrement, l'ensemble des inspections est formalisé en une base de suivi. Si des données sont manquantes et si l'historique de maintenance est indisponible, alors différentes approches basées sur une Classification Ascendante Hiérarchique (CAH) sont proposées afin de les estimer. Deuxièmement, l'entretien de la totalité d'une ligne est logistiquement délicat. Une CAH de la base de suivi a pour fonction d'établir les marquages suivant un même modèle de dégradation. Les clusters sont géographiquement localisés et corrélés à des situations précises comme un échangeur ou une agglomération. Pour ces raisons, ils sont interprétés comme des zones de maintenance stratégiques. Troisièmement, réaliser une analyse de Weibull des marquages. Les rétro-réflectomètres n'indiquent pas précisément les instants de défaillance. Ils sont statistiquement censurés à gauche, à droite ou par intervalle. En alternative à la méthode du Maximum de Vraisemblance, une approche basée sur un algorithme EM est proposé afin d'établir le modèle de Weibull et les censures estimées les plus vraisemblables. Dernièrement, deux stratégies de maintenance sont proposées : systématique par rapport à l'âge et conditionnée par la dégradation courante. Elles sont en adéquation avec les pratiques de maintenance. La première permet une gestion passive de l'entretien tandis que la seconde permet une connaissance avancée de la ligne de marquage dans le temps. A partir d'un système multi-composants non réparable et fortement censuré, les composants suivant un même modèle de dégradation sont classables, chaque groupe connait un modèle de durée de vie et finalement il est possible de déduire un plan de maintenance adapté / The quality and reliability of road infrastructure and its equipment play a major role in road safety. This is especially true if we are interested in autonomous car traffic. Recent papers from VEDECOM Institut proves that a clear and reliable road marking is important in it decison making. Marking lanes are detected by camera. These markings need an accurate maintenance strategy to guarantee that the markings remain perceptible. This report proposes different solutions based on the reliabilty and maintenance theory. Today, the markings reliability is based on the retroreflective illuminance. A retroreflective marking reflects light from a vehicle headlight back in the direction of the driver. Marking retroreflectivity can be dynamically inspected using a retroreflectometer. The litterature of the last thirty years proposes degradation models for retroreflective marking based on a regression model. All of them have a common weakness: they are difficult to apply directly to a given road network. This report presents maintenance models who math with current maintenance actions. A marking lane is interpreted as multi-unit systeme. All unit are laid in parallel. The global maintenance strategy is based on four points. First, the whole inspection data is formalized into one monitoring base. If inspection data is missing or if the maintenance historic is unavailable else an estimation process based on the Agglomerative Hierarchical Clustering (AHC) is proposed. Second, to replace a whole markings lane is logistically difficult to work. Again, an AHC of the monitoring proposed several clusters. Each cluster presents it own degradation model. Clusters are geographically tracked and correlated to specific situation (interchange, urban area, bypass...). That's why a cluster is interpreted as a maintenance strategic area. Thirdly, a Weibull analysis of each cluster is done. Current retroreflectometers cannot detects the exact faillure moment. this information is statistically censored. Three cases are identified : left, right and interval censored. To parameter a Weibull model, an EM Algorithm is propoased as an alternative to the Maximum Likelihood Estimator. This algorithm is also an estimator to censored markings life time. Lastly, two classic preventive maintenance strategies are proposed : systematic according to the age and conditionned to the current degradation. Each one is credible according the current maintenance practice. The first prposed a passsive managament of the markings maintenance. The second ensures an advanced knowledge of the road network over the time. On a multi-unit system no-repairable and strongly censored, units which admit the same degradation model are identified by a clustering approach. Each cluster present it own Weibull analysis. Finally, an adapted maintenance strategy is done

Le secteur électrique est confronté aujourd'hui à de nouveaux défis imposés par la dérégulation du marché d'électricité, la volonté de réduire les émissions de gaz à effet de serre, le développement des nouvelles technologies. Nous assistons à un besoin croissant en terme d'analyse de sûreté de fonctionnement des réseaux de distribution, qui se manifeste par une migration des méthodes utilisées auparavant dans les réseaux de transport vers le niveau de la distribution. Dans une thèse précédente, une méthode de calcul basée sur une simulation Monte Carlo séquentielle a été développée. Une première partie de la présente thèse concerne l'étude des méthodes d'accélération de calculs. Les meilleurs résultats ont été obtenus pour une hybridation des méthodes des Variables Antithétiques et de Stratification. Nous avons abordé ensuite l'étude de faisabilité d'une méthode d'optimisation basée sur des critères de sûreté. L'application choisie a été l'optimisation des stratégies de maintenance préventive des équipements du réseau. Nous avons cherché, pour tous les équipements du système, le nombre optimal de maintenances préventives et la valeur du taux de défaillance maximal quand la maintenance est réalisée, en minimisant le coût total (coût de la maintenance préventive, maintenance corrective et coût d'interruption des clients). Au final, un ensemble de réflexions liées au développement futur d'un outil d'analyse de sûreté a été présenté. Une structure modulaire de l'outil est proposée pour faciliter son utilisation, ainsi que des possibilités de parallélisation des calculs pour une meilleure efficacité.

Le problème étudié dans le cadre de cette thèse porte essentiellement sur l'étape de détection de défaut dans un processus de diagnostic industriel. Ces travaux sont motivés par la surveillance de deux sous-systèmes complexes d'un autobus impactant la disponibilité des véhicules et leurs coûts de maintenance : le système de freinage et celui des portes. Cette thèse décrit plusieurs outils dédiés au suivi de fonctionnement de ces deux systèmes. On choisit une approche de diagnostic par reconnaissance des formes qui s'appuie sur l'analyse de données collectées en exploitation à partir d'une nouvelle architecture télématique embarquée dans les autobus. Les méthodes proposées dans ces travaux de thèse permettent de détecter un changement structurel dans un flux de données traité séquentiellement, et intègrent des connaissances disponibles sur les systèmes surveillés. Le détecteur appliqué aux freins s'appuie sur les variables de sortie (liées au freinage) d'un modèle physique dynamique du véhicule qui est validé expérimentalement dans le cadre de nos travaux. L'étape de détection est ensuite réalisée par des cartes de contrôle multivariées à partir de données multidimensionnelles. La stratégie de détection pour l'étude du système porte traite directement les données collectées par des capteurs embarqués pendant des cycles d'ouverture et de fermeture, sans modèle physique a priori. On propose un test séquentiel à base d'hypothèses alimenté par un modèle génératif pour représenter les données fonctionnelles. Ce modèle de régression permet de segmenter des courbes multidimensionnelles en plusieurs régimes. Les paramètres de ce modèle sont estimés par un algorithme de type EM dans un mode semi-supervisé. Les résultats obtenus à partir de données réelles et simulées ont permis de mettre en évidence l'efficacité des méthodes proposées aussi bien pour l'étude des freins que celle des portes

L'objectif des ces travaux est le Développement d'un outil de supervision/diagnostic d'une station de production d'eau potable dans son ensemble. Avant de s'intéresser à la station dans son ensemble, il est apparu que l'unité de coagulation-floculation était une étape clé dans la production de l'eau potable. La première partie de la thèse a donc consisté à développer un capteur logiciel permettant de prédire en ligne la dose de coagulant, sur la base des caractéristiques mesurées de l'eau brute, à l'aide de réseaux de neurones. La deuxième partie de la thèse qui présente un aspect plus novateur réside dans l'utilisation de cette information dans une structure de diagnostic de l'ensemble de la station de traitement. A partir des mesures en ligne classiquement effectuées, un outil de supervision et de diagnostic de la station de production d'eau potable dans son ensemble a été développé. Il est basé sur l'application d'une technique de classification et sur l'interprétation des informations obtenues sur tout l'ensemble du procédé de production avec comme finalité l'identification des défaillances et une aide à la maintenance prédictive/préventive des différentes unités de la station. Une technique basée sur l'entropie floue et la définition d'un indice de validation a été développée pour permettre de valider ou non une transition entre états fonctionnels (c'est-à-dire entre classes) permettant ainsi d'éliminer les classes mal conditionnées ou encore les fausses alarmes. Ces travaux de recherche ont été réalisés en collaboration avec la station de production d'eau potable SMAPA de la ville de Tuxtla Gutiérrez, de Chiapas, au Mexique.

Les travaux présentés dans cette thèse portent sur la conception d’une méthodologie d’ordonnancement/optimisation pour les systèmes de production à grande variété de produits et faible densité de flux appelés systèmes HVLV (High-Variety, LowVolume). Les caractéristiques de ces systèmes nous permettent d’appréhender la représentation des flux y circulant par un modèle discret. Le comportement discontinu des systèmes HVLV peut être caractérisé par la connaissance des dates de début et de fin des activités de production. L’algèbre (max, +) est utilisée pour représenter ce type de systèmes où les relations entre les dates de début des activités nécessitent l’utilisation des opérateurs maximum et addition. Afin d’utiliser l’algèbre (max, +) pour l’ordonnancement des systèmes HVLV, il est indispensable de résoudre un problème de conflit et d’optimisation sous contraintes dans cette algèbre. D’abord, nous avons développé dans ces travaux de recherche un modèle d’ordonnancement (max, +) pour les systèmes HVLV dans lequel des variables de décision ont été introduites afin de résoudre le problème de conflit entre les opérations exécutées sur les machines. Ensuite, nous avons amélioré le modèle proposé pour tenir compte de la maintenance préventive. Deux types de maintenance ont été considérés : Maintenance Périodique Répétitive (MPR) et Maintenance Flexible Périodique (MFP). Dans les deux cas, un problème d’ordonnancement non-linéaire sous contraintes a été résolu afin de minimiser certains critères de performance. Enfin, la méthodologie proposée a été validée par simulation, sur des systèmes HVLV complexes de type job-shop. / This thesis deals with the development of a flow scheduling/optimization approach applied to the field of high-variety, low-volume production systems called HVLV (HighVariety, Low-Volume) systems. In this context, the flow of parts is represented by a discreet flow model. The discontinuous behavior of HVLV systems can be characterized by the knowledge of the starting and ending times of its activities. (Max, +) algebra is used to represent these kinds of systems where relationships between the starting times of the activities require both the maximum and addition operators. In order to use (max, +) algebra for HVLV systems scheduling, it is necessary to solve into this algebra an optimization problem subject to conflicts and constraints. In this research, we have first of all developed a scheduling (max, +) model for HVLV systems where decision variables are introduced to solve the conflict problem between operations carried out on the machines. Then, we have improved the proposed model to deal with preventive maintenance. Two kinds of maintenance are considered: Repetitive Periodic Maintenance (RPM) and Flexible Periodic Maintenance (FPM). In both cases, a non-linear optimization problem with constraints is solved to minimize some performance criteria. Lastly, simulation results on some complex HVLV job-shop systems are presented to illustrate the feasibility of the proposed methodology..

Le problème étudié dans le cadre de cette thèse porte essentiellement sur l'étape de détection de défaut dans un processus de diagnostic industriel. Ces travaux sont motivés par la surveillance de deux sous-systèmes complexes d'un autobus impactant la disponibilité des véhicules et leurs coûts de maintenance : le système de freinage et celui des portes. Cette thèse décrit plusieurs outils dédiés au suivi de fonctionnement de ces deux systèmes. On choisit une approche de diagnostic par reconnaissance des formes qui s'appuie sur l'analyse de données collectées en exploitation à partir d'une nouvelle architecture télématique embarquée dans les autobus. Les méthodes proposées dans ces travaux de thèse permettent de détecter un changement structurel dans un flux de données traité séquentiellement, et intègrent des connaissances disponibles sur les systèmes surveillés. Le détecteur appliqué aux freins s'appuie sur les variables de sortie (liées au freinage) d'un modèle physique dynamique du véhicule qui est validé expérimentalement dans le cadre de nos travaux. L'étape de détection est ensuite réalisée par des cartes de contrôle multivariées à partir de données multidimensionnelles. La stratégie de détection pour l'étude du système porte traite directement les données collectées par des capteurs embarqués pendant des cycles d'ouverture et de fermeture, sans modèle physique a priori. On propose un test séquentiel à base d'hypothèses alimenté par un modèle génératif pour représenter les données fonctionnelles. Ce modèle de régression permet de segmenter des courbes multidimensionnelles en plusieurs régimes. Les paramètres de ce modèle sont estimés par un algorithme de type EM dans un mode semi-supervisé. Les résultats obtenus à partir de données réelles et simulées ont permis de mettre en évidence l'efficacité des méthodes proposées aussi bien pour l'étude des freins que celle des portes / This thesis is mainly dedicated to the fault detection step occurring in a process of industrial diagnosis. This work is motivated by the monitoring of two complex subsystems of a transit bus, which impact the availability of vehicles and their maintenance costs: the brake and the door systems. This thesis describes several tools that monitor operating actions of these systems. We choose a pattern recognition approach based on the analysis of data collected from a new IT architecture on-board the buses. The proposed methods allow to detect sequentially a structural change in a datastream, and take advantage of prior knowledge of the monitored systems. The detector applied to the brakes is based on the output variables (related to the brake system) from a physical dynamic modeling of the vehicle which is experimentally validated in this work. The detection step is then performed by multivariate control charts from multidimensional data. The detection strategy dedicated to doors deals with data collected by embedded sensors during opening and closing cycles, with no need for a physical model. We propose a sequential testing approach using a generative model to describe the functional data. This regression model allows to segment multidimensional curves in several regimes. The model parameters are estimated via a specific EM algorithm in a semi-supervised mode. The results obtained from simulated and real data allow to highlight the effectiveness of the proposed methods on both the study of brakes and doors

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