Dans ce travail prospectif, nous proposons une modélisation intégrant un couplage thermo-chimio-mécanique pour les élastomères chargés et dissipatifs. En se basant sur les résultats et les observations de la littérature, nous avons développé un cadre thermodynamique général et proposé trois modèles phénoménologiques de comportement. Nos outils principaux sont la thermodynamique des processus irréversibles, la notion d'états intermédiaires, les matériaux standards généralisés. Une variable interne correspondant au degré de réticulation est introduite. L'évolution de cette variable prend en compte une influence thermique et mécanique à travers la pression hydrostatique. Il s'agit d'une des originalités de cette approche. Ce travail se place dans le cadre général des grandes transformations. Un schéma numérique de résolution monolithique des équations bilan par éléments finis est proposé. Ce schéma tient compte de l'hypothèse de faible compressibilité du matériau par un choix judicieux de relations faibles entre inconnues et par le choix des approximations pour ces dernières. La résolution en temps est traitée par un schéma d'Euler implicite associé à une technique de linéarisation de Newton-Raphson. Un modèle orienté objet du matériau thermo-chimio-mécanique est proposé et implémenté en langage Java dans le code FEMJava. Quelques exemples de simulation illustrent le potentiel de ces modèles en reproduisant de manière qualitative des observations expérimentales. / In this prospective study, we propose a new thermo-chemo-mechanical coupled model for dissipative filled rubber. This work is based on experimental observations and results from the literature. In this context, we have developed three phenomenological constitutive laws within a generic thermodynamical framework. The models enters the category of the thermodynamics of irreversible processes. Intermediate states are taken into account in the model which is build within the generalized standard materials framework. The degree of cure is introduced as an internal variable. The evolution of this variable takes into account the thermal influence and the mechanical influence via the hydrostatic pressure. This is one of the features making this model original. A finite strains approach is considered. A finite element model is applied to the global problem. A monolithic solution scheme is built based on an implicit Euler scheme associated to a of Newton-Raphson linearization technique. This scheme takes into account the weak compressibility of the material condition through, first, a judicious choice of weak relations between unknowns, and second, an adequate choice of approximations for the unknowns of problem to enforce the stability of the numerical scheme. An object-oriented model for the constitutive equations of the thermo-chemo-mechanical model is proposed and is implemented in Java into the FEMJava code. Some simulations illustrate the high potential of these models in qualitatively reproducing these experimental observations.

Le travail aborde la modélisation et l’analyse de systèmes complexes, caractérisés, dans un cadre incertain et évolutif, par de nombreuses interactions entre composants. Dans un cadre de gestion des risques, le travail vise à créer un modèle causal spatio-temporel pour l’explication et la probabilisation de certains événements redoutés à des fins de diagnostic et de pronostic. Le travail de modélisation est basé sur l’approche bayésienne et, plus particulièrement, sur les Réseaux Bayésiens (RB). Dans l’optique de considérer des systèmes de grande taille et de représenter leur complexité spatio-temporelle, leur caractère multiéchelles et incertain dans un cadre dynamique, l’idée de ce travail est alors d’étendre le concept des Réseaux Bayesiens Dynamiques (RBD) et d’utiliser le paradigme Orienté Objet pour l’appliquer aux réseaux bayésiens. Dans leur forme actuelle, les réseaux bayésiens orientés objet permettent de créer des instances réutilisables mais non instanciables. En d’autres termes, cela implique que l’objet généré est susceptible d’être appelé plusieurs fois dans la construction d’un modèle mais sans pour autant que ces paramètres (tables de probabilités marginales ou conditionnelles) ne soient modifiés. Ce travail de thèse vise à combler cette lacune en proposant une approche structurée permettant de construire des grands systèmes à base d’objets (caractérisés par des réseaux bayésiens simples) dont les paramètres peuvent être actualisés en fonction de l’instant ou du contexte de leur appel et de leur utilisation. Ce concept est concrétisé sous la forme de Réseaux Bayésiens Multidimensionnels par leur propension à combiner plusieurs dimensions qu’elles soient spatiales ou temporelles. / The work addresses the modelling and analysis of complex systems, characterized, in an uncertain and evolving framework, by numerous interactions between components. Within a risk management framework, the work aims to create a spatio-temporal causal model for the explanation and probability of certain feared events for diagnostic and prognostic purposes. The modelling work is based on the Bayesian approach and, more specifically, on the Bayesian Networks (BN). In an attempt to consider large-scale systems and represent their spatio-temporal complexity, their multi-scale and uncertain character in a dynamic framework, the idea of this work is then to extend the concept of Dynamic Bayesian Networks (DBN) and use the Object Oriented paradigm to apply it to Bayesian networks. In their current form, object-oriented Bayesian networks can create reusable but not instantiable instances. In other words, this implies that the generated object is likely to be called several times in the construction of a model, but without these parameters (marginal or conditional probabilities tables) being modified. This thesis aims to fill this gap by proposing a structured approach to construct large object-based systems (characterized by simple Bayesian networks) whose parameters can be updated according to the moment or context of their call and use. This concept is embodied in the form of Bayesian Multidimensional Networks by their propensity to combine several dimensions, whether spatial or temporal.

Les modèles de connaissances à objets (MCO) souffrent d'une surcharge dans l'utilisation de leur langage de représentation associé. Si ce langage a pour objectif d'être adapté à la représentation informatique d'un domaine d'application, nous montrons qu'il n'est pas pertinent de l'utiliser pour définir des structures de données, certes utiles pour la représentation du domaine, mais dépourvues de signification directe dans ce domaine (ex. une matrice dans le domaine de l'astronomie). Cette thèse propose un système de types à deux niveaux, appelé METÈO. Le premier niveau de METÈO est un langage pour l'implémentation de types abstraits de données (ADT) qui sont nécessaires à la description minimale des éléments pertinents du domaine d'application. Ainsi, METÈO libère le langage de représentation d'une tâche à laquelle il n'a pas à s'adapter. Le second niveau de METÈO traite de l'affinement des ADT opéré dans la description des objets de représentation. Nous rappelons les deux interprétations des objets de représentation: l'intension d'un objet est une tentative de description de ce que cet objet dénote dans le domaine d'application: son extension. L'équivalence généralement admise entre ces deux aspects de l'objet est une illusion, et contribue de plus à annihiler une des véritables finalités d'un modèle de connaissances: aider une caractérisation des plus précises d'un domaine d'application. Ainsi, les types du second niveau de METÈO s'attachent à la représentation et la manipulation des intensions des objets, indépendamment de leurs extensions. L'interprétation en extension des objets est effectuée par l'utilisateur, METÈO gère en interne les descriptions de ces objets alors dénuées de leur signification, et le MCO peut alors se concentrer sur la coopération entre ces deux aspects des objets, considérés non-équivalents dans cette étude. METÈO contribue ainsi à clarifier le rôle de chaque partenaire impliqué dans la construction et l'exploitation d'une base de connaissances. Plus généralement, METÈO jette un pont entre les spécificités des MCO et les techniques usuelles de programmation de structures de données manipulables. Un prototype de METÈO a été développé pour un couplage avec le MCO TROPES

La réutilisation à grande échelle de composants logiciels se révèle être un challenge pour la conception de nouvelles applications. Dans la grande majorité des cas, pour être intégrés à une application, les composants disponibles ont besoin d'être adaptés afin de faire face à la multiplicité des environnements de déploiement dotés de caractéristiques variables. Ainsi, pour éviter le redéveloppement de nouveaux composants et favoriser la réutilisation, de nombreuses approches ont proposé des techniques permettant d'adapter le comportement de composants existants. Cependant, adapter le comportement de composants n'est pas suffisant pour permettre leur réutilisation : il faut également adapter leur structure. Or, aucune approche existante ne permet de répondre pleinement à ces besoins en adaptation structurelle. Ainsi, notre objectif est de proposer une approche, appelée Scorpio, permettant d'adapter la structure de composants. Nous nous focalisons plus particulièrement sur des composants existants. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à l'adaptation structurelle de composants existants en proposant un processus permettant leur ré-ingénierie vers de nouvelles structures. Puis, pour répondre aux besoins liés à une adaptation sans interruption de l'exécution, nous avons proposé des mécanismes permettant de prendre en charge l'adaptation dynamique de ces composants. Partant du constat qu'un certain nombre d'environnements, tels que les environnements ubiquitaires, nécessite une automatisation du processus d'adaptation, nous avons proposé alors de prendre en charge ces besoins à travers une approche permettant l'auto-adaptation structurelle de composants logiciels. Enfin, nos propositions ont été mises en œuvre d'une part par la réalisation du prototype Scorpio-Tool implémenté en Fractal et d'autre part, par la définition et le développement d'un scénario ubiquitaire permettant l'expérimentation de ces propositions.

Ce travail s'intéresse à la conception sous contraintes de dispositifs électromagnétiques à l'aide de modèles analytiques. Après avoir présenté le contexte de conception en génie électrique, et les problèmes inhérents au dimensionnement sous contraintes, notamment celui des systèmes d'équations implicites, l'étude présente une nouvelle architecture orientée objet pour le dimensionnement à l'aide de modèles analytiques. L'objectif est de créer un environnement souple et modulaire pour manipuler les équations analytiques de façon à utiliser toute l'information qu'elles contiennent. On veut par exemple ré-orienter le modèle étudié ou calculer les dérivées partielles symboliques des paramètres de sortie, ceci afin d'effectuer de la propagation de contraintes, du solver ou de l'optimisation sous contraintes. Un prototype informatique implantè est présenté.

Comment expliquer la présence invasive des documents encadrant la circulation du bioart et leur influence sur la constitution, le fonctionnement et la réception des œuvres, alors que ce courant partage avec les arts vivants ou le body art une dimension live, incarnée et performative qui impliquerait une réception directe et non médiate de la part de l'audience ? Car si la documentation semble servir à compenser la rareté des expositions de bioart en assurant aux œuvres une visibilité médiatique, elle paraît aussi nécessaire sur leurs lieux d'accrochage pour garantir l'efficacité de leur réception directe, en paramétrant l'expérience sensible éprouvée par l'audience. En effet, d'abord produite par les artistes puis reprise par divers commentateurs, la documentation discursive et visuelle du bioart se compose d'une variété de déclarations, d'entrevues, de commentaires et de discours théoriques accompagnés d'illustrations des œuvres qui sont publiées dans les catalogues d'expositions, les revues spécialisées, la presse ou bien encore sur les sites Internet des artistes. Ainsi, si, à travers leurs récits, les artistes trouvent l'occasion d'en dire plus sur leurs créations, en dévoilant leurs recettes de fabrication et leurs démarches, les intentions qui les poussent à s'approprier les biotechnologies constituent l'argument principal prélevé par les discours d'experts qui visent à interpréter leurs sens au-delà de leurs qualités formelles, en valorisant leurs significations symboliques. Les images produites par les artistes sur leur travail illustrent aussi cette volonté de rattacher l'œuvre bioartistique à un sens caché. Pourtant, malgré la présence manifeste de ce réseau de significations véhiculé par la documentation autour des œuvres, c'est en fonction de leurs propriétés formelles intrinsèques que certains experts défendent l'intérêt d'en faire la perception sensible. En l'occurrence, selon le commissaire Jens Hauser (2008), le bioart devrait être expérimenté sur un mode phénoménologique de " co-corporéité " parce qu'il va " au-delà de la représentation " pour produire des " effets de présence " à travers la mise en scène performative de " bioartefacts " (Andrieu, 2008). Mais l'auteur ajoute que l'efficacité de cette expérience "co-corporelle" repose néanmoins sur une médiation verbale "liminale" placée entre le bioartefact et le spectateur pour l'informer des processus sous-jacents et imperceptibles que met en œuvre l'artiste. Du coup, bien que le bioart soit valorisé pour l'expérience esthétique inédite procurée par sa dimension biofactice, il paraîtrait que sans l'aide des documents, ses prestations resteraient sans effet sur l'audience. En partant de l'hypothèse qu'il existe un lien de dépendance entre les prestations bioartistiques et leur documentation pour structurer et garantir ainsi l'efficacité de leur réception comme œuvres d'art, cette thèse explore la dynamique qui s'instaure entre les médiations langagières et visuelles du bioart et les œuvres auxquelles elles réfèrent à travers des approches médiatiques et empiriques. Les résultats montreront que malgré sa sortie du paradigme mimétique et le processus de " rematérialisation " qu'il engage dans l'histoire de l'art (Hauser, 2008), le bioart détient un fonctionnement esthétique proche de celui de l'art dématérialisé parce que l'expérience qu'il génère ne dépend pas directement des propriétés esthétiques intrinsèques des prestations mais du réseau extrinsèque de significations qui leurs sont attribuées et par l'intermédiaire desquelles leurs compositions tangibles et symboliques en tant qu'œuvres d'art sont dévoilées au spectateur. Le fait que les prestations bioartistiques aient besoin du document pour véhiculer leur principe d'intelligibilité à l'audience remet donc en cause leur autonomie en tant qu'œuvres dotées de propriétés esthétiques intrinsèques et matérielles, et ébranle la croyance qui privilégie l'expérience phénoménologique de cette forme d'art.

L'objectif de cette thèse est de proposer une démarche méthodologique de conception d'un modèle de simulation de systèmes de production qui intègre une représentation des comportements distribués et cognitifs des acteurs décisionnels, et dont l'intérêt est de permettre d'étudier la pertinence de changements organisationnels dans ces systèmes. En effet, l'analyse des conditions d'évolution des systèmes de production et de leur contexte a permis de mettre en relief le besoin de " réactivité " pour faire face à un environnement de moins en moins stable et prévisible et devant lequel l'organisation doit chercher des alternatives à un fonctionnèment planifié, prédictif, figé et séquentiel. Les réponses organisationnelles des entreprises à ces sollicitations s'expriment par un mouvement vers la fleXIbilité et l'intégration, et passent par un rapprochement entre la structure décisionnelle et la structure physique. Pour mettre en évidence cette nouvelle réalité, nous proposons un processus de modélisation qui débute par la construction d'un modèle conceptuel de compréhension des organisations, basé sur une représentation des processus de décision, et sur une formalisation des phénomènes d'orientation des comportements décisionnels. En parallèle, nous analysons les concepts associés à la problématique des systèmes multi-agents, systèmes qui étudient l'émergence de comportements collectifs résultant de l'activité coopérative de plusieurs entités autonomes "intelligentes" sur lesquelles l'expertise est répartie. Ces études convergent vers un modèle de simulation issu des techniques de simulation à événements discrets, dans lequel nous intégrons une modélisation du système décisionnel à base d'agents. Enfin, l'implémentation de ce modèle sera basée sur des techniques de simulation orientée objets (objets actifs, programmation concurrente), et sera validée sur deux exemples, l'un pédagogique et conceptuel, 1 'autre industriel.

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Ce mémoire présente un patron d’architecture permettant, dans un contexte orientéobjet, l’exploitation d’objets appartenant simultanément à plusieurs hiérarchies fonctionnelles. Ce patron utilise un reasoner basé sur les logiques de description (web sémantique) pour procéder à la classification des objets dans les hiérarchies. La création des objets est simplifiée par l’utilisation d’un ORM (Object Relational Mapper). Ce patron permet l’utilisation effective du raisonnement automatique dans un contexte d’applications d’entreprise. Les concepts requis pour la compréhension du patron et des outils sont présentés. Les conditions d’utilisation du patron sont discutées ainsi que certaines pistes de recherche pour les élargir. Un prototype appliquant le patron dans un cas simple est présenté. Une méthodologie accompagne le patron. Finalement, d’autres utilisations potentielles des logiques de description dans le même contexte sont discutées. / This master thesis presents a software architectural pattern for use in an object oriented environment to simultaneously access objects in multiple functional hierarchies. A Description Logics (Semantic Web) reasoner is used to classify the objects in the hierarchies. Object creation is simplifed by the use of an ORM - Object Relational Mapper. The pattern effectively allows automatic reasoning procedures to be used in an enterprise application context. All concepts required to understand the architectural pattern and the tools are presented. Usage conditions for the pattern are discussed and research projects are presented to widen the pattern’s applicability. A prototype applying the pattern on a simple problem is presented. A methodology is also presented. Finally, other potential uses of Description Logics based automatic reasoning procedures are discussed.

Les problèmes qui se posent aujourd'hui en mécanique numérique et domaines connexes sont complexes, et impliquent de plus en plus souvent plusieurs physiques à différentes échelles de temps et d’espace. Leur traitement numérique est en général long et difficile, d’où l’intérêt d’avoir accès à des méthodes et outils facilitant l’intégration de nouveaux modèles physiques dans des outils de simulation. Ce travail se pose dans la problématique du développement de codes de calcul numérique. L’approche proposée couvre la démarche de développement du modèle numérique depuis la formulation variationnelle jusqu’à l’outil de simulation. L’approche est appliquée à la méthode des éléments finis. Nous avons développé des concepts génériques afin d’automatiser la méthode des éléments finis. Nous nous sommes appuyés sur l'analyse tensorielle dans le contexte de la méthode des éléments finis. Le formalisme mathématique est basé sur l’algèbre tensorielle appliquée à la description de la discrétisation des formes variationnelles. Ce caractère générique est conservé grâce à l'approche logicielle choisie pour l’implantation; orientée objet en Java. Nous proposons donc un cadre orienté objet, basé sur des concepts symboliques, capables de gérer de manière symbolique les développements assistés des contributions élémentaires pour la méthode éléments finis. Ces contributions sont ensuite automatiquement programmées dans un code de calcul. L'intérêt de cette approche est la généricité de la description qui peut être étendue naturellement à tout autre modèle de discrétisation (spatiale ou temporelle). Dans ce travail, les concepts sont validés dans le cadre de problèmes linéaires simples (élasticité, chaleur,...), dans le cadre du traitement de formulations variationnelles mixtes (thermomécanique, Navier-Stokes,…) et dans un cadre Lagrangien (élasticité en grandes transformations, hyperélasticité,…). / The problems occurring today in computational mechanics and related domains are complex, and may involve several physics at different time and space scales. The numerical treatment of complex problems is in general tough and time consuming. In this context, the interest to develop methods and tools to accelerate the integration of new formulations into simulation tools is obvious. This work arises on the issue of the development of computational tool. The proposed approach covers the development process of numerical models from the variational statement to the simulation tool. The approach is applied to the finite element method. We have developed generic concepts to automate the development of the finite element method. To achieve this goal, we relied on tensor analysis applied in the context of the finite element method. The mathematical formalism is based on the tensor algebra to describe the discretization of a variational formulation. The generic character of the approach is preserved through the object-oriented approach in Java. We propose a framework based on object-oriented concepts capable of handling symbolic developments of elemental contributions for finite element codes. The advantage of this approach is the generic description that can be extended naturally to any discretization model in space or time. This concept is fully validated for simple linear problems (elasticity, heat convection, ...), for the treatment of mixed variational formulations (thermo-mechanical, Navier-Stokes for incompressible flows...) and Lagrangian frameworks (elasticity in larges transformations, hyperelasticity, ...).