Dans les travaux existants, les analyses basées sur les modèles de la Sûreté de Fonctionnement (SdF) d'un système automatisé sont généralement focalisées uniquement sur la partie procédé. Aussi, les stratégies de reconfiguration du procédé - réalisées par le contrôle-commande - ne sont souvent pas modélisées, sinon de manière imprécises et sans échec possible. Pourtant, ces stratégies ont un impact certain sur la SdF du système bouclé, qui doit être pris en compte dans les modèles afin d'améliorer la pertinence des analyses. Le travail dont rend compte cette thèse contribue à la modélisation et à l'analyse de la SdF des systèmes dynamiques, réparables et reconfigurables. Premièrement, un nouveau formalisme de modélisation est proposé pour prendre en compte avec précision les différentes stratégies de reconfiguration du système avec leurs possibles échecs. Ce formalisme développe et généralise le principe des BDMP (Boolean logic Driven Markov Processes en anglais), auxquels il associe des machines de Moore afin de spécifier formellement les stratégies de reconfiguration. Dans un second temps, deux techniques d'analyse basées sur un modèle GBDMP (BDMP Généralisé) sont décrites. Ces techniques permettent d'obtenir un résultat qualitatif : l'ensemble des plus courtes Séquences de Coupe Minimales (SCM), ainsi qu'un résultat quantitatif : indicateur probabiliste de la disponibilité du système. Finalement, la modélisation GBDMP et l'analyse de SdF basée sur un modèle GBDMP sont expérimentées sur un cas d'étude représentatif de plusieurs problématiques industrielles liées au secteur de la production d'énergie électrique. / Existing works on Model Based Safety Analysis of an automated system generally focus on the process part. Process reconfiguration strategies that are driven by the control are often modeled without failure and with a lack of accuracy. However these strategies have a real impact on the safety of the closed-loop system. In order to improve the relevance of analysis, this impact has to be captured in models. This thesis contributes to modeling and analysis of dynamic repairable reconfigurable systems. Firstly a new modeling formalism is proposed to relevantly take into account different reconfiguration strategies that can fail. This formalism develops and generalizes the principle of Boolean logic Driven Markov Processes (BDMP), and enriches it with Moore machine for formally specifying reconfiguration strategies. In a second stage, two analysis techniques based on a Generalized BDMP (GBDMP) model are described. These techniques allow to obtain a qualitative result: the set of shortest Minimal Cut Sequences (MCS), and a quantitative result: probabilistic indicator of system availability. Finally, a case study coming from the electric power production field is addressed. This case study shows how several industrial problems can be solved in GBDMP framework.

[pt] Uma abordagem promissora para reduzir o consumo de energia é considerar a quantização grosseira no receptor. Neste estudo, investigamos novas técnicas de pré-codificação no espaço e no tempo para canais de downlink MIMO multiusuário limitados em banda com quantização de 1 bit e sobre amostragem no receptor, considerando a modulação de cruzamento zero. A modulação de instância de tempo de zero cruzamento proposta transmite a informação nas instâncias de tempo de cruzamento zero. Dois critérios de projeto para a instância de tempo de cruzamento zero são investigados, a saber, a distância mínima até o limiar de decisão e o erro quadrático médio entre o sinal recebido e o desejado. A maximização da distância mínima para o limiar de decisão pode ser formulada como um programa quadrático restrito quadraticamente. Como alternativa, um problema equivalente pode ser formulado com base na minimização de potência, o que reduz a complexidade computacional. Além disso, outro método é implementado onde a informação é transmitida nas instâncias de tempo de cruzamento zero em segmentos de forma de onda. Partindo da técnica convencional baseada no erro quadrático médio, um algoritmo mais sofisticado é desenvolvido, o que implica a extensão ativa da constelação para melhorar o desempenho em altaSNR. O problema estendido é resolvido com duas abordagens: formulando o problema como um programa de cone de segunda ordem e considerando um algoritmo de otimização alternada. Outro método baseado no algoritmo de descida de gradiente é implementado com a técnica do erro quadrático médio para reduzir ainda mais a complexidade computacional. Além disso, um limite inferior para a eficiência espectral é obtido. Os resultados numéricos mostram que os métodos de pré-codificação de cruzamento zero de instância de tempo propostos melhoram significativamente a taxa de erro de bit em comparação com os métodos de última geração. Finalmente, a maximização da distância mínima ao limiar de decisão e as técnicas de pré-codificação baseadas no erro quadrático médio são avaliadas considerando um canal de onda milimétrica seletivo em frequência. Os resultados numéricos mostram que ambas as técnicas de pré-codificação respondem bem à seletividade de frequência do canal. / [en] A promising approach to reduce energy consumption is to consider coarse quantization at the receiver. In this study, we investigate novel precoding techniques in space and time for bandlimited multiuser MIMO downlink channels with 1-bit quantization and oversampling at the receiver, considering zero-crossing modulation. The proposed time-instance zero-crossing modulation conveys the information into the time-instances of zero-crossings. Two design criteria for time-instance zero-crossing modulation are investigated, namely, the minimum distance to the decision threshold and the mean-square error between the received and the desired signal. The maximization of the minimum distance to the decision threshold can be formulated as a quadratically constraint quadratic program. As an alternative, an equivalent problem is formulated based on power minimization, which reduces computational complexity. Moreover, another method is implemented where the information is conveyed into the time-instances of zero-crossings using waveform segments. Departing from the conventional mean-square error based technique, a more sophisticated algorithm is developed, which implies active constellation extension to improve the performance at high SNR. The extended problem is solved with two approaches: by formulating the problem as a second-order cone program and by considering an alternating optimization algorithm. Another method based on the gradient descent algorithm is implemented with the mean-square error technique to reduce computational complexity further. Besides, a lower bound on the spectral efficiency is obtained. Numerical results show that the proposed time-instance zero-crossing precoding methods significantly improve the bit error rate compared to the state-of-the-art methods. Finally, the maximization of the minimum distance to the decision threshold and the mean-square error based precoding techniques are evaluated considering a frequency-selective millimeter wave channel. Numerical results show that both precoding techniques respond well to the frequency selectivity of the channel.