Les revêtements perméables se développent en France et à l’étranger comme une technique d’avenir en réponse aux enjeux de la protection des sols et de l’amélioration du cycle de l’eau en milieu urbain. Le développement de pavés drainants au sein du laboratoire de l’ESITC Caen a mis en évidence le besoin de quantifier les apports des revêtements perméables pour répondre aux attentes des acteurs locaux et favoriser l’utilisation de ces techniques par les aménageurs. Dans ce but, ce travail de thèse porte sur la description des processus hydrologiques au sein des revêtements perméables et la quantification de leurs bénéfices sur le ruissellement urbain. Deux modèles ont été développés pour répondre à ces objectifs.Le premier permet de modéliser les processus hydrologiques au sein des structures perméables avec une approche physique basée sur la résolution de l’équation de RICHARDS par la méthode des éléments finis. Cette modélisation apporte des éléments de compréhension sur l’influence des propriétés de la structure et de son environnement sur ses performances. Elle a abouti à la proposition d’une représentation conceptuelle du comportement hydrologique des structures perméables. Le second modèle permet de modéliser le comportement hydrologique d’un bassin versant avec une approche par systèmes multi-agents. Différents scénarios d’implantation de revêtements perméables ont été simulés sur un site d’étude réel situé à Ouistreham en Normandie. L’exploration de ce modèle apporte des éléments de quantification des bénéfices de l’implantation des revêtements perméables sur le ruissellement de surface. Les résultats obtenus mettent en évidence le lien entre le ratio de surface perméable sur la surface imperméable et la réduction du ruissellement. Ils soulignent l’importance de la dispersion des zones de revêtements perméables pour optimiser leurs bénéfices. / Permeable pavements are developing in France and abroad as a promising response to the growing issues of ground protection and the improvement of the water cycle in urban areas. The development of pervious concrete within the laboratory of ESITC Caen had highlighted the need to quantify the contributions of the permeable pavement, and thus meeting the expectations of local authorities and encouraging the use of these techniques by urban planners. In this purpose, this Phd aims at describing the hydrological mechanisms of the permeable pavements and quantifying their benefits on surface runoff. Two models were developed to respond to these objectives. The first one allows modeling the hydrological processes inside permeable pavement structures with a physically-based approach, which solves RICHARD’s law with a finite element method. This modeling enables the understanding of the influence of the properties of the structure and its environment on its performances. Results have led to the proposal of a conceptual representation of permeable structures. The second model allows modeling the hydrological behavior of an urban catchment with an agent-based approach. Various scenarios of permeable pavement implemantations were simulated on a real study site located at Ouistreham in Normandy. The analysis of this model enables the quantifying of the benefits of the implementation of permeable pavements on surface runoff. Results highlight the link between the permeable surface on the impermeable surface ratio and the reduction of runoff. They emphasize the importance of dispersing permeable pavement areas to maximize their benefits.

Esta pesquisa apresenta a implementação de um sistema de proteção digital de distância adaptativo dispondo de um sistema multi-agentes (SMA). Tal SMA trabalhará de forma distribuída, possuindo entidades especialistas (Agentes) inseridas em locais específicos e agindo de forma eficiente na solução de problemas locais. Espera-se pela aplicação deste SMA, atribuir aos relés de distância características desejáveis e difíceis de serem alcançadas pelas técnicas convencionais. Dentre as deficiências observadas nos sistemas de proteção convencionais, tem-se a não sensibilidade à dinâmica dos sistemas elétricos de potência em função das alterações nas condições operacionais. Logo, tem-se então a necessidade de um sistema de proteção mais flexível, seletivo e eficaz para assegurar a confiabilidade e a continuidade no suprimento da energia elétrica. Para desenvolver tal proposição, foram realizadas diversas e distintas simulações computacionais dispondo do software ATP (Alternative Transients Program) para a geração das prováveis curvas de operação adaptativa. Estas, quando inseridas em um banco de dados, serão representativas das esperadas alterações nas condições operacionais de um sistema elétrico em especifico. Para a implementação e validação desta abordagem, diversos testes foram realizados, tendo como finalidade a comparação desta abordagem dispondo de SMA com a filosofia tradicional de proteção de distância. Os resultados obtidos são promissores e demonstram o alto grau de precisão e confiabilidade do método proposto. / This research presents the development of an adaptive digital distance protection system by a multi-agent system (MAS). This MAS will work in a distributed way, with expert entities (agents) inserted in specific places and acting efficiently in the solution of local problems. With the application of the MAS, the distance relays will have desirable characteristics, which are difficult to be reached by conventional techniques. Among the deficiencies observed in conventional protection systems, there is the insensitivity to the dynamics of the electrical power system due to changes in operating conditions. So, there is the necessity of a protection system which is more flexible, selective and effcient to assure reliability and continuity in the electricity supply. To improve these characteristics, several computational simulations were done using alternative transients program (ATP) to generate the desirable adaptive operation curves. These curves, when inserted into a database, will represent the expected changes in the operating conditions of an electrical system. For the implementation and validation of this approach, several tests were done with the purpose of comparison of this approach (using MAS) to the traditional philosophy of distance protection. The results obtained are promising and demonstrate a highly satisfactory degree of accuracy and reliability of the proposed method.

O presente trabalho teve como objetivo propor e testar uma metodologia para a realização de bindings dinâmicos na tecnologia LonWorks®, com a finalidade de permitir que um Sistema Distribuído de Comunicação Telefônica Privada (SDCTP), também desenvolvido com a tecnologia LonWorks®, realizasse seus enlaces telefônicos. Para tal, utilizou-se uma metodologia voltada para equipamentos embarcados e a visão de agentes reativos no desenvolvimento de cada dispositivo de rede, oferecendo uma solução única, prática e totalmente inédita na tecnologia LonWorks® e nos dispositivos de PABX. Essa visão resultou no desenvolvimento de dispositivos inteligentes e totalmente autônomos, no que diz respeito aos seus processos internos, gerando resultados satisfatórios e mais eficientes do que se esperava com base nos requisitos levantados para o sistema SDCTP. Este trabalho é o ponto de partida e oferece uma base para o desenvolvimento de novas funcionalidades, tanto nos sistemas de telefonia atuais, quanto nas redes de controle. / This presentation has the goal to propose and test a new method to implement dynamic bindings in LonWorks® technology, allowing a new Private Telephony Comunication Distributed System (SDCTP), also developed with LonWorks® technology, to make their telephone links. In order to do this, a method for developping embedded systems and the reactive agent view was applied for each different devices in this new system, thus offering a unique, practical and innovative solution for both, LonWorks® and PBX systems. This view allowed the implementation of intelligent and autonomous devices, specially in their internal process, thus granting satisfactory and more efficient results based on the SDCTP requirements. This work is the kick-off and the basis for developing new functions for telephone systems and control networks.

Avec les problèmes présents dans le secteur de transport, qu'ils soient financiers ou environnementaux, la mobilité avancée peut y remédier avec la mise à profit de la complémentarité entre les différents modes de transport. Dans ce contexte, nous nous focalisons dans cette thèse à la mise en œuvre d'un système d’information de transport avec la recherche et la composition des itinéraires comodaux pour les clients. L'enjeu est d'être capable de répondre aux attentes des usagers avec des solutions satisfaisantes permettant de proposer des itinéraires optimaux pour gérer efficacement l’intermodalité. Dans un souci pratique, nous fournirons des itinéraires attractifs respectant les contraintes imposées même pour les requêtes simultanées. Nous utilisons des techniques d'accélération permettant de réduire l'espace de recherche pour la planification d’itinéraire. Les itinéraires attractifs sont décomposés en sections de route sur lesquelles les différentes demandes et les offres disponibles sont mises en relation. Les combinaisons des sections de route permettent d'aboutir à un ensemble de solutions intéressantes. L’aspect distribué et dynamique du problème nous a permis d'employer une modélisation basée sur le paradigme agent. Ainsi, l’alliance entre les systèmes multi-agents et les algorithmes génétiques que nous avons mis en place s'avère très utile pour gérer l’articulation de l’intermodalité entre ces différents modes de transport. Les résultats de simulation présentés montrent l’efficacité des méthodes proposées. / Nowadays, the environment impact of transport is significant. In an attempt to address these problems, in this work, we are interested in the implementation of a transport information system, which integrates the existing means of transport to respond users' requests, including public transport and the shared transport like carpooling and car-sharing. In this context of application, we elaborate algorithms to provide attractive paths with respect to the imposed constraints, even for simultaneous requests. Different acceleration techniques for path planning are used to reduce the search space for a better performance. The attractive paths are divided into route sections on which the available offers are allocated to different requests, which is treated as one resource allocation problem using metaheuristics algorithms. With consideration of the distributed and dynamic aspects of the problem, the solving strategy makes use of several concepts like multi-agents system and different optimization methods. The proposed methods are tested with realistic scenarios with instances extracted from real world transport networks. The obtained results indicate that our proposed approaches can efficiently solve the itinerary planning problems by providing good and complete solutions.

Le Problème de Transport à la Demande (PTD), consiste à prendre en charge le transport des personnes d'un lieu de départ vers un lieu d'arrivée. Il est caractérisé par un ensemble de demandes de transport et d'un nombre de véhicules disponible. L'ultime objectif dans ce travail de thèse est d'offrir une alternative optimisée au déplacement individuel et collectif. Le PTD est classé parmi les problèmes NP-difficile, la majorité des travaux de recherche ont été concentrés sur l'utilisation des méthodes approchées pour le résoudre.Ce problème est également multicritère, la solution proposée dans ce travail permet à la fois une réduction du temps de voyage et également de la distance parcourue. Dans cette thèse, nous proposons notre contribution à l'étude et à la résolution du problème de transport à la demande multicritère et dynamique en appliquant l'algorithme de recuit simulé multi-objectif. Une grande partie de notre travail concerne la conception, le développement et la validation des approches qui permettent de donner des solutions optimales ou quasi optimales, pour un PTD. Ces approches utilisent une méthode multicritère qui s’appuie sur l’algorithme de recuit simulé. La modélisation du PTD est représentée par une architecture multi-acteurs. Cette architecture met en évidence l’aspect distribué du système ainsi que les interactions et les relations qui peuvent avoir lieu entre les différents acteurs. Nous présentons dans ce travail un Système Multi-Agents pour la planification des itinéraires des véhicules affectés au transport des voyageurs. Les agents de ce système utilisent le module d’optimisation développé dans la première partie / The Dial a Ride Problem (DRP) is to take passengers from a place of departures to places of arrivals. Different versions of the dynamic Dial a Ride Problem are found in every day practice; transportation of people in low-density areas, transportation of the handicapped and elderly persons and parcel pick-up and delivery service in urban areas. In the DRP, customers send transportation requests to an operator. A request consists of a specified pickup location and destination location along with a desired departure or arrival time. The ultimate aim is to offer an alternative to displacement optimized individually and collectively. The DRP is classified as NP-hard problem that’s why most research has been concentrated on the use of approximate methods to solve it. Indeed the DRP is a multi-criteria problem, the proposed solution of which aims to reduce both route duration in response to a certain quality of service provided. In this thesis, we offer our contribution to the study and solving the DRP in the application using a multi agent system based on the Multi-Objective Simulated Annealing Algorithm

Cette thèse considère principalement trois problèmes dans le domaine du contrôle distribué coopératif des systèmes multi-agents(SMA): le consensus, la navigation en formation et le maintien en formation d’un groupe d’agents lorsqu’un agent disparait. Nous proposons 3 algorithmes pour résoudre le problème du calcul distribué d’un consensus à partir de l’approche leadeur-suiveur dans le contexte SMA à dynamique non-linéaire. La référence est définie comme un leader virtuel dont on n’obtient, localement, que les données de position et de vitesse. Pour résoudre le problème du suivi par consensus pour les SMA à dynamique non-linéaire, nous considérons le suivi par consensus pour SMA de premier ordre. On propose des résultats permettant aux suiveurs de suivre le leadeur virtuel en temps fini en ne considérant que les positions des agents. Ensuite, nous considérons le suivi par consensus de SMA de second. Dans le cas de la planification de trajectoire et la commande du mouvement de la formation multi-agents. L’idée est d’amener la formation, dont la dynamique est supposée être en 3D, d’une configuration initiale vers une configuration finale (trouver un chemin faisable en position et orientation) en maintenant sa forme tout le long du chemin en évitant les obstacles. La stratégie proposée se décompose en 3 étapes. Le problème du Closing-Rank se traduit par la réparation d’une formation rigide multi-agents "endommagée" par la perte de l'un de ses agents. Nous proposons 2 algorithmes d’autoréparation systématique pour récupérer la rigidité en cas de perte d'un agent. Ces réparations s’effectuent de manière décentralisée et distribuée n’utilisant que des informations de voisinage / This dissertation focuses on distributed cooperative control of multi-agent systems. First, the leader-following consensus for multi-agent systems with nonlinear dynamics is investigated. Three consensus algorithms are proposed and some sufficient conditions are obtained for the states of followers converging to the state of virtual leader globally exponentially. Second, the consensus tracking for multi-agent systems with nonlinear dynamics is investigated. Some consensus tracking algorithms are developed, and some sufficient conditions are obtained. Based on these consensus tracking algorithms and sufficient conditions, it is shown that in first-order multi-agent systems all followers can track the virtual leader in finite time, and in second-order multi-agent systems the consensus tracking can be achieved at least globally exponentially. Third, the path planning and motion control of multi-agent formation is studied, where a practical framework is provided. In order to find a collision-free and deadlock-free feasible path for the whole formation, an optimizing algorithm is given to optimize the path generated by A* search algorithm. In order to realize the cohesive motion of a persistent formation in 3-dimensional space, a set of decentralized control laws is designed. Finally, the formation keeping problem is studied. We mainly focus on the closing ranks problem, which deals with the addition of links to a rigid multi-agent formation that is “damaged" by losing one of its agents, in order to recover rigidity. Some graph theoretical results are obtained, and some systematic ’self-repair’ operations are proposed to recover the rigidity in case of agent removals

La conception d’un système de transport en commun doit prendre en compte différentes dimensions pour résoudre deux problèmes importants d’optimisation : l’ordonnancement des véhicules (le graphicage) et l’affectation des conducteurs (l’habillage). Dans nos travaux, nous nous sommes focalisés sur le problème de l'habillage. L’objectif est de minimiser le nombre de conducteurs en respectant toutes les contraintes sociales et économiques. Par sa nature combinatoire, l’habillage est considéré comme une tâche complexe du processus de conception de réseaux de transport en commun. Nous avons proposé une approche fondée sur les hyper-heuristiques dont le principal avantage réside dans leur faculté d’adaptation à différents problèmes. Nous nous sommes intéressés plus particulièrement à une approche coopérative, capable de prendre en compte les changements au cours du processus de résolution. Nous avons étendu les fonctionnalités et amélioré les performances du framework traditionnel des hyper-heuristiques. L’algorithme proposé comporte une combinaison de plusieurs phases et plusieurs niveaux. La métaphore de la coalition est utilisée pour permettre la coopération entre hyper-heuristiques. Elle est destinée à favoriser la diversification des solutions et amplifier la capacité de recherche selon un contrôle décentralisé où chaque hyper-heuristique possède une certaine autonomie. Il est ainsi possible d’envisager différents modes de coopération entre les hyper-heuristiques : partage de solutions, apprentissage par mimétisme ou encore mise en concurrence de différentes stratégies de recherche. L’expérimentation a été réalisée aussi bien sur des instances réelles que sur des benchmarks. Elle a donné de bons résultats tant sur la déviation que sur le temps d’exécution. / The design of public transport system must take into account different dimensions to solve two main problems of optimization: the vehicles scheduling and driver scheduling. In our work, we focused on bus driver scheduling. Its objective is to minimize the number of drivers in accordance with social and environmental constraints. By its combinatorial nature, bus driver scheduling is considered a complex task in the design process of network transport. We have proposed an approach based on hyper-heuristics whose main advantage lies in their ability to adapt to different problems. We are particularly interested in a cooperative approach, which is able to take into account changes in the resolution process. We have extended the functionality and improved performance of the traditional framework of hyper- heuristics by proposing a pattern based on an organizational model. The proposed algorithm consists of a combination of several phases and several levels. The metaphor of the coalition is used to make cooperate several hyper-heuristics. The coalition is intended to favor diversified solutions and expand search capacity with decentralized control where each hyper-heuristic has certain autonomy. It is thus possible to consider different ways of cooperation between the hyper-heuristics: sharing solutions, learning by mimetism or carrying out different competitive search strategies. The experiment was carried out both on real-world instances and benchmarks. It gave good results on both quality of solution and execution time

Pour arriver à gérer les changements fréquents des exigences des clients, des produits de plus en plus complexes et faire face à une concurrence de plus en plus dure, les organisations cherchent sans cesse à améliorer l’utilisation de leur portefeuille de connaissances.On remarque ainsi, que depuis une quinzaine d’années, bon nombre d’entre elles ont commencé à structurer leur démarche de gestion des connaissances. Ces démarches ont pour but de résoudre un ou plusieurs des problèmes suivants : le départ en retraite de cadres qui détiennent une connaissance critique, le partage de bonnes pratiques développées par une unité de production, la stimulation de l’innovation d’un centre de recherche, etc. Dans la réalité, la mise en place effective de ces initiatives soulève de nombreux problèmes liés tantôt à la nature tacite de la connaissance, à l’existence de barrières culturelles qu’à l’adoption d’un système logiciel de gestion des connaissances. Cette thèse se situe dans le cadre général de la gestion des connaissances lors du processus de conception de produits. Nous nous intéressons en particulier aux problématiques de la capitalisation et de la réutilisation des connaissances dans le processus de conception collaborative et routinière à l'aide d'un système logiciel de gestion des connaissances. L’objectif principal de cette thèse est de proposer un Système de Gestion des Connaissances (SGC) pour la capitalisation et la réutilisation des connaissances, fondé sur une approche organisationnelle et le paradigme des Systèmes Multi-Agents (SMA). Le choix des SMA est naturel car il permet la modélisation et l'implémentation des SGC comme des systèmes distribués où des acteurs différents (les acteurs métiers), agissent de manière autonome pour atteindre un but précis et interagissent afin de réaliser un but commun. Nous proposons une modélisation de système de gestion des connaissances (SGC) qui s'appuie sur la méthodologie ASPECS dédiée à l'analyse, la conception et le déploiement de systèmes complexes. Cette démarche d'analyse et de conception permet de mettre en évidence les objectifs d'un SGC et les principaux mécanismes de son fonctionnement. Parmi les activités d'ASPECS, l'identification des besoins se fait par une approche orientée buts qui permet la modélisation des objectifs du SGC ainsi que les acteurs impliqués et leurs dépendances.La contribution de cette thèse est composée de deux parties. La première consiste en l'analyse du domaine de la gestion des connaissances en ayant à l'esprit l'objectif de développer un SGC basé sur une approche organisationnelle qui met l’accent sur les aspects sociaux et coopératifs du processus de conception et qui gère la réutilisation des connaissances. La deuxième partie vise à la conception d'un SMA sous la forme d’un collecticiel mettant en œuvre notre approche de réutilisation des connaissances au fil de l’eau. / In order to manage the frequent changes in customer requirements, products increasingly complex and face an extreme hard and tougher competition; organizations are always seeking to improve the use of their knowledge portfolio. Thus, it is noted that since fifteen years, many of them have begin to structure their approach to knowledge management. These steps are designed to solve one or more of the following: the retirement of executives who have critical knowledge, sharing the best practices developed by a unit of production, the stimulation of innovation research center etc. In reality, the actual implementation of these initiatives raises many issues now with the tacit nature of knowledge, the existence of cultural barriers to the adoption of a software system for knowledge management. This thesis is in the general framework of knowledge management in the process of product design. We are particularly interested in issues of capitalization and reuse of knowledge in the collaborative design process and routinely using a software system for knowledge management. The main objective of this thesis is to provide a Knowledge Management System (KMS) for capitalization and reuse of knowledge, based on an organizational approach and the paradigm of Multi-Agent Systems (MAS). The choice of MAS is natural because it allows the modeling and implementation of KMS as distributed systems where different actors (business actors) act independently to achieve a specific purpose and interact to achieve a common goal. We propose a model of knowledge management system (KMS) based on the methodology ASPEC dedicated to the analysis, design and deployment of complex systems. This approach allows analysis and design to highlight the objectives of a KMS and the major mechanisms of its functioning. The activities of ASPEC, the identification of needs are a goal-oriented approach that allows modeling of the targets of KMS and the actors involved and their dependencies. The contribution of this thesis is composed of two parts. The first is the analysis of the field of knowledge management, bearing in mind the objective to develop a KMS based on an organizational approach that focuses on social and collaborative design process and manages reuse of knowledge. The second part is to design a MAS as a groupware implementing our approach to reuse of knowledge.

L’évolution du Web et de ses applications subit depuis quelques années une mutation vers les technologies qui incluent la dimension sociale comme entité de première classe. Nous témoignons dans le passage du Web 1.0 au Web 2.0 puis au Web 3.0, 4.0 etc.. que les utilisateurs et les réseaux sociaux qui se forment sont au centre de cette évolution. Le web exhibe aussi toutes les caractéristiques d’un système complexe. Ces propriétés systèmes complexes et cette dimension sociale doivent être prises en considération lors de la conception et le développement des applications web. Considérons le cas des systèmes de tagging ou d’étiquetage collaboratifs. Ces systèmes sont un exemple de systèmes complexes, auto-organisés et socialement conscients. Le paradigme des systèmes multi-agents coordonné par les mécanismes d’auto-organisations a été utilisé d’une façon effective pour la conception et modélisation des systèmes complexes. Les systèmes de tagging collaboratifs actuels ne prennent pas l’avantage complet de leurs caractéristiques systèmes complexes, surtout dans l’adaptation à leur environnement et l’émergence de nouvelles fonctionnalités. Dans ce travail de thèse, nous proposons un modèle pour la conception et développement d’un nouveau système d’étiquetage collaboratif MySURF (My Similar Users, Resources, Folksonomies), utilisant une approche multi-agents gouvernée par la coévolution des organisations sociales et spatiales des agents. Nous montrons comment ce système proposé offre plusieurs nouvelles fonctionnalités qui peuvent améliorer les systèmes d’étiquetage collaboratifs actuels. / The evolution of the Web and its applications has undergone in the last few years a mutation towards technologies that include the social dimension as a first class entity. We are witnessing in the evolution of the web from the web 1.0 to web 2.0 to web 3.0 and eventually web 4.0 that the users, their interactions and the emerging social networks are in the center of this evolution. The web also exhibits all the characteristics of a complex system. These complex systems properties and this social dimension must be taken into consideration in the design and the development of new web applications. Let us consider the case of collaborative tagging systems. These systems are an example of complex, self-organized and socially aware systems. The multi-agent systems paradigm coordinated by self-organizations mechanisms was used in an effective way for the design and modeling of the complex systems. Current collaborative tagging systems do not take full advantage of the characteristics of complex systems, especially in adapting to their environment and the emergence of new features. In this thesis, we propose a model for the design and development of a new collaborative tagging system MySURF (My Similar Users, Resources, Folksonomies), using a multi-agent system approach governed by the coevolution of the social and spatial organization of the agents. We show how the proposed system offers several new features that can improve current collaborative tagging systems.

Ce travail considère les systèmes multi-agents pour la gestion d'un web sémantique d'entreprise basé<br>sur une ontologie. Dans le projet CoMMA, je me suis focalisé sur deux scénarios d'application:<br>l'assistance aux activités de veille technologique et l'aide à l'insertion d'un nouvel employé dans une organisation. Trois aspects ont été développés dans ce travail :<br>- la conception d'une architecture multi-agents assistant les deux scénarios, et l'approche organisationnelle descendante adoptée pour identifier les sociétés, les rôles et les interactions des agents ;<br>- la construction de l'ontologie O'CoMMA et la structuration de la mémoire organisationnelle en exploitant les technologies du Web sémantique ;<br>- la conception et l'implantation (a) des sous-sociétés d'agents chargées de la maintenance des annotations et de l'ontologie et (b) des protocoles supportant ces deux groupes d'agents, en particulier des techniques pour la distribution des annotations et des requêtes entre les agents.