Les outils logiciels d’analyse des risques contribuent à la maîtrise de la qualité des produits, notamment en permettant l’identification de leurs modes de défaillances potentiels. Le travail de thèse présenté dans ce mémoire porte sur la définition d’un cadre de modélisation générique adapté aux produits du bâtiment et destiné à servir de base pour le développement d’un tel outil. Ce cadre de modélisation vise à permettre une représentation qualitative et unifiée des systèmes constructifs et de leurs modes de fonctionnement. Les différents objets qui le constituent ainsi que leurs articulations permettant de réaliser l’étude d’un produit sont décrits et illustrés. Un prototype d’outil fonctionnel est ensuite développé sur la base de ces travaux, puis mis en application au travers de plusieurs études. / Software tools for risk analysis contribute to the quality control of products, notably by allowing the identification of their potential failure modes. The thesis work presented in this dissertation concerns the definition of a generic modeling framework suitable for building products and intended to serve as basis for the development of such a tool. This modeling framework is intended to allow a qualitative and unified representation of building systems and their modes of operation. The various objects that constitute it and their articulations are described and illustrated. A functional prototype tool is then developed on the basis of our work, and implemented through several studies.

La ré-ingénierie du système de production et des produits est une activité permanente de l'entreprise, et en constitue en quelques sorte le pilotage organisationnel. Le besoin en méthodologie est dasn ce domaine très important, et constitue le sujet de ce travail. Dans un premiers temps, nous éclaircissons l'usage qui peut être fait des modèles pour structurer la démarche d'ingénierie, et cherchons ainsi à promouvoir la modélisation d'entreprise comme outil de raisonnement de pré-évaluation et de documentation des systèmes de production. Dans un second temps, nous situons la démarche d'ingénierie produit / système comme une acitvité récurrente participant à l'évolution de l'entreprise en tant que niveau de pilotage venant, par une logique de projets ou par une amélioration continue, moduler la structure et l'organisation du système physique.

Cette thèse porte sur l'étude des systèmes complexes tels que les systèmes mécatroniques, en tenant compte de leur aspect dynamique, hybride, reconfigurable et multitechnologies. Le premier chapitre est consacré au contexte actuel des systèmes mécatroniques et la nécessité qu'ils soient conçus et développés de manière collaborative afin d'obtenir des systèmes sûrs de fonctionnement. La démarche systémique aide à l'étude de ces systèmes complexes. Le second chapitre expose les différentes méthodes utilisées dans l'analyse qualitative ainsi que dans l'analyse quantitative. Le choix se porte alors sur les méthodes SADT et SA-RT pour l'analyse fonctionnelle, l'AMDE et l'AEEL pour l'analyse dysfonctionnelle et sur les réseaux de Petri pour l'analyse quantitative. Le dernier chapitre expose la méthodologie proposée pour l'estimation de la fiabilité des systèmes mécatroniques ainsi que l'application de cette méthodologie sur un système ABS. Finalement, les conclusions et les perspectives de l'approche proposée sont émises.

Le problème abordé dans cette thèse concerne le test de cartes mixtes en maintenance. Dans le domaine du test matériel, de nombreuses méthodes et outils de test existent, ciblant principalement le test de circuits en phase de conception et de production. Peu d'intérêt a été porté jusqu'à présent au test de cartes mixtes en phase de maintenance. Pourtant, certains systèmes comme par exemple les systèmes militaires doivent rester opérationnels pendant plusieurs décennies. Il est alors important de s'assurer que les fonctionnalités des cartes électroniques composant ces systèmes ne se dégradent pas au cours du temps. D'autre part, lorsqu'une carte est en panne, une aide au diagnostic s'avère précieuse lorsqu'il faut réparer. Nous proposons une méthodologie de test fonctionnel adaptée au contexte de la maintenance. Cette méthodologie permet une modélisation fonctionnelle uniforme des composants analogiques, numériques et mixtes de la carte à tester et est flexible vis-à-vis de la quantité d'informations disponibles sur la carte. La génération des données de test est pilotée par des stratégies de test globales (bien adaptées à la maintenance préventive) ou locales (plus appropriées dans le cas de la maintenance corrective). L'expertise et les pratiques industrielles des ingénieurs de test en maintenance, qui sont indispensables, sont prises en compte par la méthodologie sous la forme de modèles de test et de tactiques de test qui précisent le processus de génération des données de test. La méthodologie proposée est implantée dans un outil prototype en utilisant la programmation logique par contraintes, et son application sur quelques exemples de cartes mixtes est discutée.

Cette thèse modélise l’activité d’apprentissage dans les plateformes LMS (Learning Management System) en vue d’optimiser l’efficacité des utilisateurs. Ce projet est né d’une préoccupation pratique, à savoir comment faciliter l’utilisation des plateformes LMS chez les enseignants et apprenants des pays en voie de développement qui font face à la fracture numérique et éducative. Cette recherche aborde le problème de l’adaptabilité des LMS et suppose deux niveaux de modélisation : l’outil d’apprentissage et le contexte d’utilisation projeté. Pour traiter cette question d’adaptabilité, nous procédons par une double approche : l’analyse fonctionnelle des outils LMS et la réingénierie des interfaces utilisateurs. La première consiste à définir une approche d’analyse de l’activité d’enseignement-apprentissage dans les plateformes LMS. Ceci passe par une modélisation des situations courantes d’apprentissage et un croisement avec les fonctionnalités offertes dans les solutions LMS existantes. Ce travail préliminaire a permis de construire et proposer un modèle d’analyse utilisationnelle des plateformes que nous désignons méthode OCAPI fondé sur cinq catégories fonctionnelles : Organiser-Collaborer-Accompagner-Produire-Informer. La seconde approche s’inspire de la recherche fondamentale menée en amont et propose une réingénierie adaptative des LMS basée sur le contexte d’utilisation. Il s’agit d’un configurateur automatique embarqué qui adapte l’environnement de travail pour chaque usage et usager. Le prototype est articulé dans l’intention manifeste d’assurer une prise en main rapide des novices et se veut le moins contraignant possible du point de vue technologique. / The present research aims to model learning processes on Learning ManagementSystems (LMS) in a bid to maximize users’ efficiency. We came about this idea whilethinking over the possible ways of facilitating the use of LMS for teachers and learnersin countries affected by the digital divide. Drawing from that, the following question hasbeen stated: in a given learning context, how can we insert a Learning ManagementSystem that provides users with both easy handling and optimal using conditions? Thisissue raises the problem of LMS adaptability and suggests two levels of modeling: thelearning tool on one hand and the planned context of use on the other. To address thisissue of adaptability, we adopt a two-pronged approach including the functionalanalysis of LMS tools and the reengineering of user interfaces. The first step is todevelop an approach for the analysis of teaching and learning processes on LMS. Thisentails modeling common learning situations and cross-checking them with thefeatures available in LMS solutions. This preliminary work enabled to build a formalismfor LMS analysis which is referred to as the OCGPI approach (Organize-Collaborate-Guide-Produce-Inform). The second step proposes an adaptive reengineering of LMSbased on the context of use. This is namely an embedded configurator which adaptsthe working environment according to each use and each user. This tool aims at givingbeginners the possibility of acquainting themselves quickly with the virtual platform.

Les progrès technologiques augmentent la complexité des systèmes énergétiques, ce qui permet d'avoir variés sources et architectures possibles. Si le contexte économique et écologique est également pris en compte, l'industrie automobile est menée à aligner sa production sur des véhicules hybrides ou électriques qui disposent d'une gestion de l'énergie sophistiquée. Ainsi, les études pour la conception sont orientées à l'optimisation et à la gestion de l'énergie en tenant compte les tendances des constructeurs : i) augmenter les performances des véhicules, ii) avoir des véhicules moins polluants en réduisant la consommation de carburant et iii) diminuer le temps nécessaire à la conception et au processus de validation. Face à ces problèmes, une approche qui aide le concepteur à caractériser le système de gestion de l'énergie d'un VEH est proposée. Cette caractérisation consiste à : i) choisir l'architecture de la chaîne de traction, ii) le dimensionnement des composants (groupes) et iii) le contrôleur de gestion de l'énergie. Pour accomplir ces tâches, une méthode de modélisation énergétique fonctionnelle est proposée. Cette approche proposée à un niveau d'abstraction "juste nécessaire" qui permet d'avoir une analyse énergétique pour une série de cas d'utilisation. La méthode repose sur des boucles de contrôle locales, un contrôleur global et des équations de base et elle permet d'avoir une optimisation modulaire pour tout changement d'architecture. Prochaine étape de la validation est l'adaptation du modèle fonctionnel afin d'obtenir le contrôleur de haut niveau pour le niveau multi-physique avec deux étapes proposées : i) l'ajustement des paramètres des éléments fonctionnels et ii) l'interconnexion les modèles fonctionnels et multi-physiques. Après l'illustration du démonstrateur d'un VEH, trois stratégies de gestion de l'énergie sont proposées : i) fondée sur des règles, ii) fondée sur PFC avec fonctionnement de partage de besoin par priorisation et iii) fondée sur PFC avec fonctionnement boost. Les stratégies de gestion de l'énergie proposées sont ensuite comparées par indicateurs de performance (consommation de carburant, nombre de cycles marche/arrêt du groupe motopropulseur et consommation de carburant corrigée avec variation de l'état de charge du stockage électrique) avec des cas d'usages définis. / Technology advancements increase the complexity of energy systems which bring additional varieties of sources and possible architectures to choose. If the economic and ecological context is also included, the automobile industry is in_uenced to align their production to hybrid or battery electric vehicles that have sophisticated energy management system. Thus, researchers and designers have oriented their studies for system design, optimisation and energy management that take into consideration the constructor tendencies : i) increasing vehicle performances, ii) having less polluting vehicles by reducing fuel consumption and iii) decreasing the time needed for design and validation process. Against these problematics, an approach that assists the system designer to fully characterize the energy management system of a HEV is proposed. This characterization consists : i) choosing powertrain architecture, ii) component (units) sizing and iii) energy management controller. In order to accomplish these tasks, a functional energetic modelling method is proposed. Proposed functional modelling level has a level of abstraction _just necessary_ which permits to have energetic analysis for a series of use case. This method relies on local control loops, a global controller and basic equations and it allows to have a modular optimisation for any architecture changes. The second-stage in the validation is completed by adapting the functional model in order to obtain the high-level controller for the multi-physical level with two offered steps : i) adjustment the functional elements' parameters and ii) interconnection the functional and multi-physical models. After the illustration of the demonstrator of a HEV, three strategies for energy management is proposed : i) based on rules, ii) based on PFC with power sharing function and iii) based on PFC with booster function. The proposed energy management strategies then compared by performance indicators (fuel consumption, number of on/off cycles of engine powertrain and corrected fuel consumption with variation of state of charge of electrical storage) with defined use cases.

Aujourd'hui, dans un monde globalisé, la conception des produits est en train de basculer vers la conceptiondistribuée multi-sites. En effet, la complexité des produits avec des contraintes économiques et d'ingénierie ontaccéléré la transformation et l'organisation des activités de conception en service-orientés dans un réseau distribué.Alors, la conception pour la configuration des produits émerge comme un outil efficace pour résoudre les nouveauxdéfis de la conception des produits. Beaucoup de recherches sur la conception pour la configuration considèrent leproblème de la conception pour la configuration uniquement comme un problème d'arrangement des composants.En effet, le processus de conception implique de multiple-métiers, la distribution des métiers et des acteurs, etl'interaction dans un environnement dynamique et incertain. De plus, nous pensons que la structure interne duprocessus de conception est une image homomorphe des discontinuités du produit perçu. En considérant l'espacede la conception pour la configuration comme multi vues, multi dimensionnels et incertain, cette thèse porte surl'étude de la conception pour la configuration comme un problème holistique.Nous avons proposé à étudier : (1) appréhender et modéliser la conception pour la configuration comme unproblème de recherche de consensus entre différents métiers ; (2) appréhender et modéliser les relations intra etinter domaines considérant la conception pour la configuration comme un problème holistique ; (3) formaliser lesgrammaires génératives pour la modélisation de produit dans les deux principaux espaces : fonctionnel et structurelet (4) modéliser les liens entre ces deux espaces à l'aide du concept d'holon de conception. A partir de cesconsidérations, nous établissons les hypothèses les plus importantes de notre recherche : (a) Hypothèse de multivues; (b) Hypothèse de flou ; (c) Hypothèse de dérivation ; (d) Hypothèse holistique et (e) Hypothèse d'attracteur.Nous avons décrit un modèle de conception pour la configuration dans lequel les aspects d'optimisation desconfigurations et la recherche des noyaux des configurations sont intégrés. D'ailleurs, nous avons proposé desgrammaires fonctionnelles floues graphes et des grammaires fonctionnelles floues formelles pour représentergraphiquement et formellement les structures fonctionnelles de produit. Nous avons aussi proposé une approche demodélisation holonique des configurations. Les concepts d'Holon Conception Floue et de l'Attracteur Flou sontproposés pour comprendre la coévolution dans la conception pour la configuration. Nous avons étudié un casindustriel de la conception pour la configuration à l'aide des modules pour un groupe motopropulseur / Product design is switching to the multi-site distributed design. Indeed, the complexity of products with engineeringand economic constraints have accelerated the transformation and organization of design activities into serviceorientedin a distributed network. So, design for product configuration emerges as an effective tool to address thenew challenges of product design. Many researches on design for configuration consider the design problem only asa problem of arrangement of components. Indeed, the design process involves multi-trades, distribution of tradesand actors, and interaction in a dynamic and uncertain environment. Moreover, we believe that the internal structureof the design process is a homomorphic image of the product perceived discontinuities. Considering the space ofthe design for the configuration as multi-views, multi-dimensional and uncertain, this thesis focuses on the study ofdesign for the configuration as a holistic problem.We proposed to study: (1) understand and model design for configuration as a consensus-building problem betweendifferent trades; (2) understand and model the relationships within and between domains considering the design forconfiguration as a holistic problem; (3) formalize the generative grammars for product modeling in two main spaces:functional and structural and (4) model the links between these two spaces with the concept of design holon. Fromthese considerations, we establish the most important assumptions of our research: (a) Assumption of multi-view;(b) Assumption of fuzzy; (c) Assumption of derivation; (d) Holistic assumption and (e) Assumption of attractor.We have described a design model for configuration wherein the optimization aspects of configurations andsearching of configurations cores are integrated. Moreover, we proposed fuzzy graphs functional grammars andformal fuzzy functional grammars to represent formally and graphically the functional structures of product. We alsoproposed an approach of holonic modeling for configurations. The concepts of Fuzzy Design Holon and FuzzyAttractor are proposed to understand the co-evolution in design for configuration. We studied an industrial case ofdesign for configuration using modules of a power train.

La recherche se situe dans le cadre de l'étude des usages d'un environnement logiciel géométrique et algébrique dédié aux fonctions au lycée. Nous nous intéressons plus particulièrement au côté " élèves ", avec une étude des situations utilisant le logiciel Casyopée et de leurs effets sur l'apprentissage des fonctions. La problématique aborde des questions relatives aux usages des TICE dans l'enseignement et l'apprentissage des mathématiques, et considère l'enseignement des fonctions sous ses aspects épistémologique, cognitif et didactique. Le cadre théorique est construit à partir notamment d'une typologie d'activités sur les fonctions, de l'approche instrumentale de Rabardel et d'une théorie des représentations sémiotiques. Nous proposons une approche des fonctions via la modélisation fonctionnelle des dépendances géométriques. Les résultats indiquent un développement conjoint de connaissances mathématiques sur les fonctions et de connaissances sur Casyopée pendant la genèse instrumentale, et montrent comment une utilisation régulière de l'artefact permet aux élèves d'articuler ces deux types de connaissances. L'étude éclaire les apports de la typologie d'activités pour l'enseignement et l'apprentissage des fonctions en environnements numériques d'apprentissage. Nous considérons également comment les activités des élèves dans les différents registres de Casyopée peuvent faire émerger un co-développement des conceptions " processus " et " objet " et favoriser donc une compréhension flexible des fonctions.

Les outils logiciels d'analyse des risques contribuent à la maîtrise de la qualité des produits, notamment en permettant l'identification de leurs modes de défaillances potentiels. Le travail de thèse présenté dans ce mémoire porte sur la définition d'un cadre de modélisation générique adapté aux produits du bâtiment et destiné à servir de base pour le développement d'un tel outil. Ce cadre de modélisation vise à permettre une représentation qualitative et unifiée des systèmes constructifs et de leurs modes de fonctionnement. Les différents objets qui le constituent ainsi que leurs articulations permettant de réaliser l'étude d'un produit sont décrits et illustrés. Un prototype d'outil fonctionnel est ensuite développé sur la base de ces travaux, puis mis en application au travers de plusieurs études.

Cette thèse étudie les problèmes de diagnostic itératif et propose des outilsd'aide au diagnostic interactif. Différents processus de diagnostic où des outils interactifshomme-automate sont utiles, sont présentés. Ces outils permettent de résoudre des difficultésliées à la représentation d'un grand nombre d'éléments d'un système, des difficultés liées àla représentation du comportement et du fonctionnement d'un système et des difficultés liéesà l'explicitation de l'expertise. Nos travaux ont conduit à la conception de différents typesd'outils interactifs d'aide au diagnostic. Le premier permet d'exploiter des représentationsstructuro-fonctionnelles pour construire et résoudre progressivement un problème de diagnostic.Le second outil interactif permet d'exploiter des modèles de comportement construitau fur et à mesure de la résolution d'un problème de diagnostic. Enfin, un dernier outil a étéproposé pour montrer qu'il est possible de prendre compte la connaissance implicite d'unexpert dans la résolution de problème de diagnostic. Un problème de diagnostic est doncprésenté comme un processus itératif avec des interactions homme-automate.