Dans le cadre de l’étude de l’évolution du système climatique terrestre, comprendre la composition gazeuse et particulaire de l’atmosphère est un enjeu majeur dans notre compréhension de la Terre et de son atmosphère, de son passé et de son évolution à venir. Les aérosols secondaires, i.e. formés par nucléation, représentent la source la plus importante en nombre des aérosols atmosphériques mais prédire où, quand et en quelle proportion ces aérosols sont formés dans l’atmosphère demeure à ce jour un exercice peu fiable. C’est dans ce contexte que cette étude s’est attachée à compléter nos connaissances des processus conduisant à la formation et à la croissance des particules atmosphériques secondaires. Des études réalisées à partir de mesures de terrain à long terme sur différents sites d’altitude en Europe ont permis de mettre en évidence différentes spéciations verticales de la nucléation démontrant que ce phénomène semble être jusqu’à deux fois plus fréquents à la frontière avec la basse troposphère libre que dans la couche limite planétaire. D’autre part ces mêmes études ont pu mettre en évidence que les mécanismes conduisant à la nucléation de nouvelles particules se différencient avec l’altitude impliquant un rôle plus important de la voie de formation induite par les ions ainsi que des composés organiques volatils. La contribution de cette dernière famille de composés à la nucléation a été également testée durant plusieurs campagnes d’expérimentation en systèmes réactifs ainsi qu’en chambre de simulation atmosphérique. Différents comportements et paramétrisation de la nucléation selon la nature chimique du composé parent ont pu être mis en évidence. Enfin, des études numériques réalisées à partir de données de terrain et d’expérimentation ont permis d’explorer, d’infirmer, de confirmer et de proposer différentes approches numériques afin de simuler les évènements de formation des aérosols secondaires. / As part of the study of the evolution of Earth’s climate system, understanding the composition of gaseous and particulate atmospheric matter is a major issue in our understanding of Earth and its atmosphere, its past and its evolution. The secondary aerosols, i.e. formed from nucleation, represents the largest source in a number concentration of atmospheric particles but predicting, where, when and in what proportion these aerosols are formed in the atmosphere are still challenging. It is in this context that this study focused to complete our understanding of the process leading to the formation and growth of atmospheric secondary particles. Investigations conducted from long term field measurements at different altitude sites across Europe have made possible to highlight different vertical speciation of the nucleation process and that this phenomenon seems to be occur two times more frequently at the interface between the planetary boundary layer and the free troposphere than in the low planetary boundary layer. In addition these studies have been able to show that different nucleation path are enhanced according to the altitude, implicant a greater role in the process of formation induced by ions and volatile organic compounds at altitude sites. The contribution of this last family of compounds to the nucleation has also been examinated through numerous experimenal campaigns using reactive system as well as smog chambers experiments. Different behaviors of the new particle formation and nucleation parametrization depending on the chemical nature of the parent compound were pointed out. Finally, numerical studies based on both field and smog chamber experiments were conducted to confirm or explore, different numerical approaches to simulate the new secondary aerosol formation.

Ce mémoire de thèse présente une étude fondamentale enrichie par des contributions qui sont articulées autour de la modélisation de processus ainsi qu'un diagnostic de défauts en utilisant l'analyse en composantes principales (ACP). Dans l'objectif d'un choix optimal du modèle ACP, une étude comparative de quelques critères connus dans la littérature nous a permis de conclure que le problème rencontré est souvent lié à une ignorance des variables indépendantes et quasi-indépendantes. Dans ce cadre, nous avons réalisé deux démonstrations mettant en évidence les limitations de deux critères en particulier la variance non reconstruite (VNR). En s'appuyant sur le principe d'une telle variance, nous avons proposé trois nouveaux critères. Parmi eux, deux ont été considérés comme étant empiriques car seule l'expérience permettra de prouver leur efficacité. Le troisième critère noté VNRVI représente un remède à la limitation du critère VNR. Une étude de sa consistance théorique a permis d'établir les conditions garantissant l'optimalité de son choix. Les résultats de simulation ont validé une telle théorie en prouvant ainsi que le critère VNRVI étant plus efficace que ceux étudiés dans cette thèse. Dans le cadre d'un diagnostic de défauts par ACP, l'approche de reconstruction des indices de détection ainsi que celle des contributions ont été utilisées. A travers une étude de généralisation, nous avons étendu le concept d'isolabilité de défauts par reconstruction à tout indice quadratique. / This thesis presents a fundamental study enhanced by some contributions that are focused on process modelling and fault diagnosis using principal components analysis (PCA). In order to find an optimal PCA model, we have concluded through a comparative study of some popular criteria that the problem is often related to an ignorance of the independent and quasi-independent variables. In this framework, we have performed two demonstrations highlighting the limitations of two selection criteria in particular the unreconstructed variance (VNR). Based on the principle of VNR approach, we have proposed three new criteria, among them two methods were considered as empirical criteria because only the experience will prove their effectiveness. However the third one which is noted VNRVI represents a cure for the limitation of the classical VNR criterion. Thus, the conditions that ensure an optimal selection were derived according to a theoretical consistency study of the VNRVI approach. The simulation results have successfully validated the VNRVI criterion by proving that is more effective than the other studied criteria in the present thesis. The reconstruction and contributions approaches were used for fault diagnosis using PCA. According to a unified study, we have extended the fault isolability concept based on the reconstruction method to any detection index which has a quadratic form. Such generalization has allowed us to develop a theoretical fault isolability analysis based on the reconstruction of the combined index versus those of SPE and T2 indices. This analysis has highlighted the advantage of using the combined index for fault isolation.

La thématique de recherche abordée porte sur « l'étude et la mise en œuvre d'environnements d'assistance pour les acteurs de la conception, dans un contexte de conduite de la conception ». L'approche GRAI pour la conception a fourni un cadre conceptuel et méthodologique permettant d'intégrer différents points de vue essentiels pour maîtriser les processus de conception. Ont ainsi été explorés trois axes complémentaires sous-tendant une vision globale des problématiques industrielles :<br />- l'axe "système", qui fait appel à la systémique et à la modélisation d'entreprise, mais aussi aux aspects socio-techniques liés aux relations entre les acteurs au sein d'équipes et de groupes et aux compétences individuelles et collectives, dans le but de considérer le système de conception dans son ensemble, son organisation et les processus métiers ;<br />- l'axe "environnements d'assistance/outils", dans lequel sont proposés des outils informatiques répondant à des besoins métiers et des systèmes d'information transverses destinés à accompagner le pilotage de la conception et les acteurs collaborant lors d'un développemet de produit ; les systèmes PLM sont évidemment concernés par ces travaux ;<br />- l'axe "acteurs", qui permet d'intégrer le facteur humain par l'étude des mécanismes collaboratifs entre les acteurs et la modélisation des connaissances, qui viennent compléter les solutions méthodologiques et informatiques élaborées dans les 2 axes précédents.

En réponse à un environnement économique instable et en évolution continue, l'entreprise multiplie et diversifie les stratégies pour faire preuve d'adaptabilité et de flexibilité. La collaboration, aussi bien en interne à l'entreprise qu'avec les acteurs de son écosystème, s'est imposée depuis plusieurs années comme une composante clé de ces stratégies. Dès lors, les entreprises ont mis les « problématiques de la collaboration » au cœur de leurs modèles d'organisation et de leurs systèmes d'information.<br />Cependant, aujourd'hui avec la multiplication accrue de l'offre logicielle et la diversification des modes de travail et des situations de collaboration, les usages des technologies de collaboration se complexifient et sont de plus en plus hétérogènes. Les problématiques de la collaboration étant complexes et multi-facettes (organisationnelles, technologiques, fonctionnelles, culturelles, humaines, etc.), les travailleurs et les entreprises plus globalement, manquent d'outils méthodologiques leurs permettant d'améliorer la visibilité et la compréhension des usages collaboratifs, ainsi que leur redéfinition et leur déroulement performant dans un contexte organisationnel.<br />Dans ce travail de thèse nous proposons des méthodes d'analyse et d'amélioration des usages collaboratifs (des technologies de collaboration) au sein d'un environnement organisationnel complexe. Dans le premier volet de cette thèse, et en s'appuyant sur une relecture épistémologique large de la notion de « l'usage », nous développons un méta modèle d'analyse des usages d'outils de travail collaboratif en milieu hétérogène. Nous identifions des modules génériques d'analyses permettant d'approcher les différentes facettes de l'usage, historiquement étudiées séparément. En transversal, ces modules permettent de décrire les contextes de la collaboration et leurs spécificités, mais aussi les modes d'utilisation des technologies dans ces contextes.<br />Considérant la situation de collaboration médiatisée comme complexe, nous nous appuyons sur les fondamentaux de l'approche systémique pour développer, dans le deuxième volet de la thèse, « Design & Am'Use » : une méthodologie de conception et d'amélioration des usages collaboratifs. « Design & Am'Use », offre un cadre conceptuel représentant la « situation d'usage collaboratif » et ses éléments : la « technologie de collaboration » et le « contexte de collaboration » tout en les caractérisant selon les axes de la systémique. L'approche propose par la suite des « actions d'accord » entre technologies et contextes en combinant des activités de modélisation, de paramétrage et d'aide à l'appropriation des technologies. Ce cadre, assez générique, sera décliné méthodologiquement et opérationnellement à trois niveaux correspondant à différents besoins industriels : 1) l'amélioration des usages actuels au sein d'une organisation, 2) la conception de nouveaux usages et 3) l'analyse prospective des évolutions des usages

Le développement de systèmes logiciels implique l'intégration de différents langages pour modéliser l'organisation et le comportement des composants d'une application. De plus, s'il existe des modèles de processus décrivant les différentes activités pour passer d'une spécification à une réalisation, il n'existe pas de processus général expliquant comment relier de façon rationnelle langages et activités. Par ailleurs, l'Ingénierie Dirigée par les Modèles propose des concepts et des outils pour spécifier et combiner différents langages; ceci en introduisant les concepts de méta­modèles comme moyen pour spécifier des langages, et de transformation de modèles pour les mettre en relation. Un exemple de métamodèle est donné par le standard SPEM (Software Process Engineering Metamodel) dédié à la modélisation de processus de développement logiciel.Dans ce contexte, la thèse propose de tirer profit des éléments précédents pour élaborer des processus de développements spécifiques et orientés modèles conformes à un schéma conceptuel dérivé du schéma de SPEM dans lequel des activités d'un processus peuvent exploiter des métamodèles et des transformations. Un guide méthodologique pour aborder l'ingénierie de processus spécifiques complète le schéma proposé. Les intérêts de la proposition résident alors dans une meilleure capitalisation des connaissances pour un domaine ainsi qu'une réduction des efforts de développement. Finalement, la thèse propose d'élaborer de tels processus spécifiques pour des applications logicielles relevant du domaine des Systèmes à Évènements Discrets.

L’avènement de l’IDM (Ingénierie Dirigée par les Modèles) a suscité beaucoup d’intérêt de la part des organisations qui de fait commencent à transformer leur processus de développement traditionnel en un processus de développement dirigé par les modèles, appelé aussi processus IDM.Au moment où ces processus commencent à émerger, nous notons l’absence d’un langage dédié pour les modéliser et les mettre en œuvre. Le standard SPEM 2.0 propose des concepts génériques qui sont supposés être capables de décrire tout type de processus logiciel. Cependant, les concepts de SPEM ne capturent pas la nature exacte des processus IDM. D’autre part, une autre insuffisance majeure de SPEM réside dans le fait qu’il n’intègre pas les concepts relatifs à la mise en œuvre des processus.L’objectif de cette thèse est triple : (1) proposer une extension de SPEM dans laquelle les concepts centraux des processus IDM sont réifiés ; (2) proposer un langage dédié à la modélisation comportementale des processus IDM ; (3) proposer une architecture conceptuelle d’un environnement logiciel d’aide à la modélisation et à la mise en œuvre des processus IDM.Pour valider notre approche, un prototype a été développé sous l’environnement TOPCASED. Ce prototype fournit d’une part un éditeur graphique pour la modélisation structurelle et comportementale des processus IDM et d’autre part un environnement de mise en œuvre s’appuyant sur les modèles comportementaux des processus. Nous avons également appliqué notre approche à une étude de cas significatif: le processus UWE (UML-based Web Engineering), qui est un processus IDM dédié au développement d’applications web. / With the emergence of MDE, many organizations have been starting to transform their traditional software development processes into model-driven processes. Kleppe and al. define a model-driven software development as “a process of developing software using different models on different levels of abstraction with (automated) transformations between these models”.While model-driven development processes – called MDE processes – have started to appear, a tool-supported Process Modeling Language (PML) for describing and enacting such processes is still lacking. The concepts of SPEM 2.0 are quite generic since they are supposed to allow describing any kind of software. However, SPEM 2.0 concepts do not succeed in capturing the exact nature of most activities and artifacts of model-driven development. In addition, another major weakness of SPEM 2.0 is the lack of concepts for process enactment.The objective of this thesis is threefold: (1) provide an extension of SPEM that reifies the MDE concepts; (2) provide a language dedicated to behavioral modeling of MDE processes; (3) provide a conceptual architecture of a PSEE (Process-centered Software Engineering Environment) that guides process designer at modeling phase and developers at enactment time.To validate our approach, a prototype of this PSEE is developed under the TOPCASED environment. This prototype provides a graphical editor for structural and behavioral modeling of MDE processes, and a process enactment engine based on process behavior models. We have also applied our approach to a significant case study: the UWE (UML-based Web Engineering) process, which is a MDE process dedicated to web applications development.

Les acteurs de la santé publique ont aujourd'hui de nombreux défis à relever relatifs à des besoins nouveaux liés, entre autres, au vieillissement de la population et à l’augmentation du nombre de maladies chroniques. Ces besoins et leurs coûts obligent à repenser la prise en charge des patients et à rationaliser leurs parcours de soins afin de les rendre plus efficients.Nos travaux de thèse ont permis les résultats principaux suivants.Dans un premier temps et après avoir présenté le système de santé en général, nous avons analysé les évolutions du système de santé, ses grands principes et ses challenges. Nous avons ensuite donné un aperçu des tendances et innovations organisationnelles en réponse à ces challenges.Dans un deuxième temps et sur une base bibliographique, nous avons présenté nos définitions du parcours (de soin, de santé, de vie), leur positionnement relatif et l’influence des challenges préalablement définis sur ces derniers.Puis, afin de modéliser les parcours, nous avons analysé les concepts introduits par les définitions précédentes et nous les avons structurés dans le cadre d'un méta-modèle. Nous avons ensuite utilisé celui-ci pour enrichir un langage de modélisation d'entreprise existant (GRAI Extended Actigram) et obtenir ainsi un langage totalement adapté à nos besoins. Ensuite, et à titre d’exemple, nous avons utilisé ce langage enrichi pour représenter les processus de soins de deux maladies (la grippe A(H1N1) et la BPCO) tout en soulignant plusieurs aspects méthodologiques : sources d'information, traduction, pour n’en citer que quelques-uns. Enfin et sur la base d'un état de l'art des services proposés par des plateformes informatiques existantes, nous avons proposé une méthodologie de définition de services à forte valeur ajoutée qui offrent une meilleure accessibilité à l'information et donc qui améliorent la dynamique et l'efficience des soins sur la base des parcours de soins modélisés. / Today, the actors of public health face many challenges related to the ever-changing needs of an aging population and the increasing number of chronic diseases.These needs and the related cost, lead to rethink the care management and rationalize the patient healthcare pathways to make them more efficient.Our thesis work has the following main results.First a general introduction of the health system is presented, followed by an analysis of the evolution of the health system, its principles and its challenges. Next, we provided an overview of trends and organizational innovations in response to these challenges.Secondly, based on a bibliographic, we presented our definitions of pathways (healthcare, health, and life), their relative positioning and their influence on the challenges mentioned above.To model the pathways, we analyzed the concepts mentioned in the preceding definitions and we structured them into a meta-model. Then we used it to enrich an existing enterprise modeling language (GRAI Extended Actigram) and thus obtain a language totally suited to our needs.The latter was used to represent the heathcare processes of two examples of diseases, influenza A (H1N1) and COPD. In the frame of this presentation, methodological aspects were discussed (information resources, translation, etc.).Finally, on the basis of a state-of-the-art of the offered services by current computer platforms, we proposed a methodology for defining value-added services providing an improved access to information and improving the dynamics and efficiency of healthcare based on the modeled healthcare processes.

La modélisation de processus est, depuis plusieurs années, utilisée en entreprise pour représenter et maîtriser l’organisation et les flux d’informations. Parallèlement, la structure et les besoins des entreprises ont évolué : de plus en plus souvent, les mêmes processus métier sont déployés pour une entreprise donnée mais dans des environnements différents.Les organisations ont donc besoin de modéliser et déployer un même ensemble de processus métier dans des environnements divers tout en les adaptant le mieux possible aux spécificités de chacun de ces environnements.La méthode V BPMI s’inscrit dans cette problématique de la flexibilité des processus. Elle préconise notamment d’adopter une double orientation intentionnelle (en caractérisant formellement un processus par l’objectif qu’il permet d’atteindre) et contextuelle (en décrivant formellement les divers environnements dans lesquels un processus peut être déployé et mis en œuvre de façon pertinente). Cette méthode introduit principalement les concepts de lignes de processus, identifiées par des buts, et de variantes de processus, discriminées par des contextes, afin de supporter la flexibilité. Des opérateurs et un langage de modélisation et d'adaptation de processus, V BPMN, sont également proposés. Par ailleurs deux démarches sont définies pour guider la définition et l'adaptation de processus flexibles. De plus, la méthode s’appuie sur un modèle de connaissances et est supportée par une architecture, V BPME et un prototype.Pratiquement, cette méthode, élaborée dans le cadre d’un partenariat avec l’AP HM au sein du projet PERICLES, a été présentée et testée en collaboration avec des pharmaciens de l’AP HM. / Modeling business processes allows enterprises to abstract and understand business workflows from many years. In the same time, business requirements and enterprise behaviors evolved: more and more, business processes are deployed for an organization but in several different environments. Thus, such structures need to model and deploy their business processes in several specific environments and in an adaptive way to care about these specificities. This issue concerns the flexibility of the business processes and their adaptation to the variability of environment in which they are deployed.The V BPMI method considers this purpose of the process flexibility by considering an intentional orientation (with a formal description of the goal a business process reaches) and a contextual orientation (with a formal description of the environment in which it is relevant to deploy and execute an adapted business process). This method introduces the process lines, identified with a business goal, and process variants, discriminated with a formal context, as major concepts for the flexibility support. It introduces too some operators and a process modeling and adaptation language, V BPMN. In addition, two approaches for flexible processes definition and adaptation are proposed. Moreover, the V BPMI method relies on a knowledge model and is supported by an architecture, V BPME, and a software prototype.In fact, this method, developed in collaboration with the AP HM within the PERCILES project, has been introduced and tested with pharmacists, with a focus on the drug circulation process.

Le déploiement d’un système informatique de type PLM assure, pour les entreprises du secteur agroalimentaire, une amélioration du pilotage du développement de leurs produits et de leurs projets. Toutefois, un projet de ce type reste structurant pour les organisations et peut être parfois mal perçu dans une entreprise dite « libérée », à la structure organisationnelle déhiérarchisée et avec des acteurs ayant la sensation d’avoir une grande autonomie dans leurs activités. Cette thèse présente une démarche pour accompagner les projets de déploiement de solution PLM dans de telles entreprises. Après avoir décrit l’ensemble des phases et des activités de la démarche nous mettons en évidence l’importance du rapport humain, de l’échange et de la pédagogie avec l’ensemble des acteurs dès le départ du projet de déploiement en vue de l’acception de l’outil. Ceci nous conduit à faire évoluer les approches classiques de déploiement, en particulier au cours de la phase d’analyse des besoins préliminaires à l’implémentation d’une solution PLM. Notre contribution se place dans une dynamique de recherche d’amélioration de la définition des modèles de processus, de produit et d’organisation en vue de l’implémentation d’une solution PLM dans le cadre d’une entreprise « libérée ». Cette démarche a été construite et mise en oeuvre dans le cadre d’une collaboration avec le groupe industriel biscuitier Poult, les résultats de ce cas d’étude réel sont aussi présentés dans ce manuscrit. / Deployment of a PLM solution in companies of the agri-food sector improves management of their products and projects of development. However, this type of project remains structuring for the organizations and can sometimes be badly perceived in a freedom-form company, with the non-hierarchized organizational structure and with actors feel to have a great autonomy in their activities. This thesis presents an approach to support PLM solution deployment projects in such companies. After describing all the phases and activities of our approach, we highlight the importance of the human relationship, the exchange and the "explanation" with all the actors from the start of the deployment project to favor acceptance of the PLM software tool. This leads us to evolve traditional deployment approaches, especially during the analysis of needs phase prior to the implementation of a PLM solution. Our contribution is placed in a dynamic of research of improvement of process, product and organization models to implement a PLM in a freedom-form company. This approach was built and implemented as part of a collaboration with the Poult biscuit industrial group, results of this real case study are also presented in this manuscript.

Le développement de systèmes logiciels implique l'intégration de différents langages pour modéliser l'organisation et le comportement des composants d'une application. De plus, s'il existe des modèles de processus décrivant les différentes activités pour passer d'une spécification à une réalisation, il n'existe pas de processus général expliquant comment relier de façon rationnelle langages et activités. Par ailleurs, l'Ingénierie Dirigée par les Modèles propose des concepts et des outils pour spécifier et combiner différents langages; ceci en introduisant les concepts de méta­modèles comme moyen pour spécifier des langages, et de transformation de modèles pour les mettre en relation. Un exemple de métamodèle est donné par le standard SPEM (Software Process Engineering Metamodel) dédié à la modélisation de processus de développement logiciel.Dans ce contexte, la thèse propose de tirer profit des éléments précédents pour élaborer des processus de développements spécifiques et orientés modèles conformes à un schéma conceptuel dérivé du schéma de SPEM dans lequel des activités d'un processus peuvent exploiter des métamodèles et des transformations. Un guide méthodologique pour aborder l'ingénierie de processus spécifiques complète le schéma proposé. Les intérêts de la proposition résident alors dans une meilleure capitalisation des connaissances pour un domaine ainsi qu'une réduction des efforts de développement. Finalement, la thèse propose d'élaborer de tels processus spécifiques pour des applications logicielles relevant du domaine des Systèmes à Évènements Discrets. / Software development usually requires the usage and integration of different modeling languages for modeling the behavior and the organization of the application's components. There are many process models describing the different activities of software development but there is no generic process that explains how to relate these languages to the activities. In this context, Model Driven Engineering offers concepts and tools to specify and to combine different languages with meta­ models for specifying languages and model transformations to put together various meta-models. An example of such a meta-model is given by SPEM (Software Process Engineering Metamodel) which serves as a modeling language for describing software development processes.The thesis proposes to take advantage of the preceding concepts to define specific model-drivendevelopment processes; this by defining a conceptual scheme, derived from SPEM, in which the activities of a process use meta-models and transformations. From this scheme, the components of a specific process are identified what leads to a methodological approach for the engineering of domain specific processes. Thus, the major benefits of the approach are: knowledge capitalization and a reduction of development efforts. Finally, the thesis applies this proposition to derive aspecific software engineering process dedicated to the design of Discrete Event Systems.