La sortie de route est l’une des causes principales des accidents. En dehors de l’inattention du conducteur, elle est principalement due à une vitesse inadaptée, que ce soit par rapport aux limites légales de vitesses ou à l’environnement. Or les systèmes visant à alerter le conducteur de dépassements de la limite ou à le contraindre à une certaine vitesse existent et ont un impact positif sur les accidents. Cependant, ils n’ont pas encore atteints la maturité de systèmes d’assistance agissant en fonction de toutes les conditions de conduite. Cette thèse a pour objet d’étudier le risque intégré de sortie de route et donc de développer un système d’alerte à des vitesses excessives qui permet de déterminer la vitesse limite en fonction de toutes les conditions extérieures (environnement, infrastructure), du comportement du conducteur et de la dynamique du véhicule. Pour atteindre cet objectif, nous proposons de définir les différents facteurs de l’infrastructure, de l’environnement, du véhicule et du conducteur, limitant la vitesse. Certains de ces facteurs sont mesurables, les autres seront estimés par des observateurs. Ainsi, nous établirons des relations entre ces facteurs et la vitesse du véhicule en se basant sur des modèles mathématiques. Ces modèles nous permettront de définir des facteurs d’ajustement d’une vitesse de référence. La vitesse ajustée pourra ensuite être utilisée soit pour alerter le conducteur dans un système d’assistance, soit pour évaluer les limites existantes. Un modèle de véhicule étant nécessaire à la synthèse des observateurs et à la qualification de la dynamique véhicule, nous avons opté pour le modèle à quatre roues. Le filtre de Kalman étendu a été utilisé comme technique d’estimation. Pour le développement théorique du système d’alerte, nous utilisons le profil de la SAVV comme vitesse de référence après quelques améliorations. Ensuite, plusieurs modèles mathématiques sont utilisés pour lier la vitesse aux autres facteurs influents. Le système développé a été implanté sous SimuLink/MatLab et nous avons pu présenter quelques scenarios pratiques. Enfin, des expérimentations en temps réel sur un véhicule prototype du LIVIC ont permis de valider les résultats des simulations. / Run-off-road risk is one of the main accidents type. Apart from the driver inattention, it is mainly due to an unsuitable speed, whether to the legal speeds limits or the environment. However systems aiming to alert the driver of exceeding the limit or to force him to maintain a certain speed exist and have a positive impact on the accidents. However, they did not reach yet the maturity of assistance systems acting according to all the driving conditions. The objective of this thesis is to study the run-off-road risk and thus to develop an alert system for excessive speeds which is able to determine the speed limit according to all the external conditions (environment, infrastructure), the driver behavior and the vehicle dynamics. To achieve this goal, we propose to define the various factors of the infrastructure, the environment, the vehicle and the driver, limiting speed. Some of these factors are measurable; the others will be estimated by observers. Thus, we will establish relations between these factors and the vehicle speed based on mathematical models. These models will serve to define adjustment factors of a reference speed. Adjusted speed could then be used either to alert the driver in an assistance system, or to evaluate the existing limits. A vehicle model being necessary for the observer’s synthesis and the qualification of vehicle dynamics, we chose the four wheels vehicle model. The Extended Kalman filter was used as an estimation technique. For the theoretical development of the alert system, we use the SAVV speed profile as a reference speed after some improvements. Then, several mathematical models are used to bind speed to the other influential factors. The developed system was established under SimuLink/MatLab and we could present some practical scenarios. In addition, real-time experimentations on a LIVIC prototype vehicle are made and allowed to validate the simulations results.

La mesure fiable et spatialement résolue du travail de sortie de matériaux et nanostructures est l'un des problèmes les plus importants en caractérisation de surface avancée pour les applications technologiques. Parmi les méthodes de mesure du travail de sortie disponibles, la microscopie à sonde de Kelvin (KFM), basé sur l'AFM, et la spectromicroscopie de photoémission d'électrons par rayons X (XPEEM) apparaissent comme les méthodes les plus prometteuses. Nous nous sommes intéressés dans cette thèse à l'investigation de la mesure locale du travail de sortie par KFM sous air ainsi qu'à l'étude de la complémentarité entre les mesures obtenues par KFM et XPEEM. Nous présentons tout d'abord une analyse des variations des mesures KFM avec la distance pointe-échantillon sur différents échantillons métalliques. Ces variations peuvent être expliquées par un modèle simple basé sur des transferts de charges de surfaces associés à l'inhomogénéité locale du travail de sortie. L'influence de la pointe, de l'environnement et des paramètres expérimentaux a été aussi étudié. Nous avons ensuite mis en évidence une augmentation de la résolution spatiale de l'imagerie KFM sous air grâce à la mise en oeuvre, sur le microscope commercial, d'un mode combiné AFM-KFM basé sur l‘acquisition simultanée des mesures KFM et de la topographie de surface. Enfin, nous nous sommes focalisés sur la caractérisation croisée par KFM et XPEEM de couches de graphène épitaxiées sur un substrat SiC(0001). Les images du travail de sortie obtenues par KFM sous air permettent de révéler qualitativement, avec une grande résolution spatiale, l'hétérogéneité de ces couches en surface. La mesure complémentaire par XPEEM spectroscopique au seuil de photoémission montre que cette hétérogéneité est liée à l'augmentation du travail de sortie local dû à une épaisseur de graphène variant entre 1 et 4-5 monocouches d'après la littérature. Ceci est corrélé qualitativement avec les intensités locales Si2p et C1s extraites des images XPEEM correspondantes. Des voies pour la compréhension de cette évolution atypique du travail de sortie d'un matériau, sont esquissées d'après la littérature disponible et les résultats micro-spectroscopiques, en terme de couplage électronique avec le substrat SiC.

Les interfaces homme-machine (IHM) multimodales offrent à l’utilisateur la possibilité de combiner les modalités d’interaction afin d’augmenter la robustesse et l’utilisabilité de l’interface utilisateur d’un système. Plus particulièrement, en sortie, les IHM multimodales permettent au système de restituer à l’utilisateur, l’information produite par le noyau fonctionnel en combinant sémantiquement plusieurs modalités. Dans l’optique de concevoir de telles interfaces pour des systèmes critiques, nous avons proposé un modèle formel de conception des interfaces multimodales en sortie. Le modèle proposé se décompose en deux modèles : le modèle de fission sémantique qui décrit la décomposition de l’information à restituer en informations élémentaires, et le modèle d’allocation qui spécifie l’allocation des modalités et médias aux informations élémentaires. Nous avons également développé une formalisation B Événementiel détaillée des deux modèles : fission sémantique et allocation. Cette formalisation a été instanciée sur des études de cas puis généralisée dans un processus de développement B Événementiel cadre dans lequel s’inscrivent les modèles de fission sémantique et d’allocation. Cette formalisation a permis de procéder à la vérification de propriétés de sûreté, de vivacité et d’utilisabilité. / Multimodal Human-Computer Interfaces (HCI) offer to users the possibility to combine interaction modalities in order to increase user interface robustness and usability. Specifically, output multimodal HCI allow system to return to the user, the information generated by the functional core by combining semantically different modalities. In order to design such interfaces for critical systems, we proposed a formal model for the design of output multimodal interfaces. The proposed model consists of two models: the semantic fission model describes the decomposition of the information to return into elementary information and the allocation model specifies the allocation of the elementary information with modalities and media. We have also developed a detailed Event B formalization for the two models: semantic fission and allocation. This formalization has been instantiated on case studies and generalized in an Event B development process framework including semantic fission and allocation models. This formalization allows to carry out safety, liveness and usability properties verification.

Premièrement, nous avons caractérisé les systèmes multi-entrées, affines par rapport aux contrôles, linéarisables dynamiquement via une pré-intégration d'un contrôle bien choisi. Ils forment une classe particulière de systèmes plats : ils ont un poids différentiel de n+m+1, où m est le nombre de contrôles et n est la dimension de l'état. Nous avons présenté des formes normales compatibles avec les sorties plates minimales et décrit toutes les sorties plates minimales. Nous avons appliqué nos résultats à plusieurs exemples. Deuxièmement, nous avons décrit les systèmes multi-entrées statiquement équivalents à une forme triangulaire compatible avec la forme multi-chaînée. Ensuite, la platitude de ces systèmes a été analysée et résolue. Nous avons discuté les singularités dans l'espace de contrôle et déterminé toutes les sorties plates. Nous avons appliqué ces résultats au système mécanique d'une pièce roulant sans glissement sur une table en mouvement. / Firstly, we study flatness of multi-input control-affine systems. We give a complete geometric characterization of systems that become static feedback linearizable after a one-fold prolongation of a suitably chosen control. They form a particular class of flat systems, that is of differential weight equal to n+m+l, where n is the dimension of the state-space and m is the number of controls. We illustrate our results by several examples. Secondly, we give a complete geometric characterization of systems locally static feedback equivalent to a triangular form compatible with the m-chained form. We analyze and solve their flatness. We discuss singularities and provide a system of first order PDE's to be solved in order to find all x-flat outputs. We illustrate our results by an application to a mechanical system: the coin rolling without slipping on a moving table.

Cette thèse porte sur l’expérience de sortie de prison des hommes adultes qui, suite à une trajectoire carcérale, passent ou sont passés par une maison de transition située dans la région de l’Outaouais et entament une démarche de réinsertion sociale. En s’appuyant sur des entretiens semi-dirigés auprès de 23 hommes et de 7 intervenants qui les accompagnent, et à l’aide d’un cadre théorique fondé principalement sur le concept de « carrière », cette thèse permet de mettre au jour : a) l’expérience et la trajectoire de sortie de prison des hommes adultes allant de l’entrée dans l’institution carcérale à la maison de transition ; b) une typologie de la « carrière de sortie de prison » fondée sur l’articulation des positions objectives et subjectives des hommes rencontrés dans leur parcours post-carcéral et 3) le point de vue d’intervenants chargés d’accompagner les hommes vers la réinsertion sociale. Les résultats mettent notamment au jour : 1) trois grandes phases de la sortie de prison (l’arrivée en détention, l’incarcération et la transition post-carcérale), lesquelles sont modulées par une pluralité d’épreuves et de moments spécifiques (tels que la réception, l’accueil, la catégorisation, l’introduction, l’assignation d’un agent de probation ou d’un intervenant, l’audience, le transfert, etc.), qui demandent aux sortants de prison plusieurs ajustements et reconfigurations tant sur le plan physique, relationnel que moral ; 2) une typologie de la carrière de sortie de prison articulée autour de cinq positions : le répit, la réflexion, la rétroaction, la révolte et la retraite anticipée et 3) l’ambivalence du travail d’intervention auprès des sortants de prison (entre clinique et probation ; surveillance et aide). L’ensemble de ces résultats permettent de cibler des pistes d’intervention pour l’amélioration des pratiques entourant cette étape de la sortie de prison, encore peu explorée et prise en compte dans la compréhension des trajectoires des personnes judiciarisées.

La problématique de la thèse entre dans le cadre des systèmes préventifs d'aide à la conduite par l'étude du comportement dynamique d'un véhicule automobile et l'application des observateurs en vue de la détection en amont de situations critiques de la conduite. Dans ce travail de thèse, nous avons proposé une unité d'avertissement pour fournir une information ou une alarme au conducteur, suffisamment en avance, afin d'éviter des accidents de type sortie de voie, en tenant compte de plusieurs critères : Vitesse longitudinale excessive, dynamique latérale excessive, positionnement latéral du véhicule et le temps à sortie de voie. Pour donner une solution au problème des accidents par sortie de voie liés à un problème de dynamique du véhicule, un nouveau modèle de vitesse critique en courbe a été développé. Ce modèle prend en compte l'évolution de la dynamique du véhicule ainsi que les paramètres mécaniques. Les algorithmes de détection ont été testés sur plusieurs scénarios et les alertes obtenues correspondent bien aux ressentis des conducteurs et aux endroits exacts.

Nous étudions le problème de la robustesse de la bornitude et de la stabilité pour les systèmes non-linéaires. La première partie est consacrée 'a l'énoncé des conditions suffisantes garantissant que les propriétés de bornitude ou de stabilité pour le système réel peuvent se déduire de celles du modèle. La première condition que nous proposons est fondée sur la technique de fonctions de gain. Elle repose sur la notion SpES qui est une généralisation naturelle de la stabilité entrée-à-état (ISS) introduite par E.D. Sontag. Pour un système décomposé en sous systèmes interconnectés, la notion SpES permet d'énoncer un Théorème du petit gain généralisé dont la conclusion porte sur la stabilité entrée-sortie et sur la stabilité au sens de Lyapunov des variables internes. Ce théorème généralise le théorème du petit gain monotone donné récemment par Mareels-Hill. La seconde condition repose sur la technique de Lyapunov. Cette condition dite GUEC quantifie une sorte de distance et nous permet de prendre en compte potentiellement une large classe de perturbations. Cette partie est terminée par une comparaison des caractérisations nouvelles proposées avec trois caractérisations plus classiques : stabilité totale, perturbations singulières et perturbations régulières. La seconde partie s'intéresse à la synthèse de commande pour satisfaire les conditions énoncées dans la première partie. Nous montrons d'abord que pour une certaine classe de systèmes non-linéaires, nous pouvons élaborer des lois de commande pour satisfaire les conditions du théorème du petit gain généralisé. En particulier, des problèmes de stabilisation globale par retour d'état partiel et par retour de sortie sont résolus. Nous donnons ensuite une application du théorème du petit gain a' une classe de systèmes soumis à des perturbations paramétriques et dynamiques et concevons des contrôleurs adaptatifs assurant la bornitude des solutions. Enfin, pour examiner l'aspect de convergence asymptotique des solutions, nous introduisons un signal de normalisation dynamique qui informe de la "taille" des effets non-modélisés.

Au cours des dernières années, le développement de l’amplificateur paramétrique Josephson a permis de grandement accroître la fidélité de la mesure des qubits supraconducteurs. De plus, ce nouvel outil a ouvert un éventail de possibilités expérimentales telles la mesure de sauts quantiques et la compression de la lumière. Par contre, de récents résultats expérimentaux [Murch et al. Nature 499, 62 (2013), Zhong et al. NJP 15, 125013 (2013)] démontrent que, malgré les bonnes propriétés de cet amplificateur à faible bruit, des imperfections limitent ses performances. Dans le cadre de ce mémoire, une modélisation de l’amplificateur paramétrique Josephson (JPA) au-delà des approximations standards est présentée afin de mieux comprendre et caractériser ces imperfections. Pour la première fois, le JPA à pompe de courant monochromatique, le JPA à pompe de courant bichromatique et le JPA à pompe de flux sont comparés dans un même formalisme. Ceci permet une analyse des avantages et inconvénients de chacun au-delà de ce qui se trouve dans la littérature. En particulier, l’analyse démontre que ces différentes pompes mènent à des corrections d’ordres supérieurs différentes. À l’aide d’outils numériques et analytiques, on caractérise le champ en sortie de l’amplificateur. On démontre alors que le niveau de compression de ce champ est limité par les corrections d’ordres supérieurs généralement négligées dans la modélisation du JPA. Ce résultat numérique est comparé aux résultats expérimentaux obtenus par nos collaborateurs du laboratoire de nanoélectronique quantique de l’Université de Berkeley. Finalement, les cumulants de troisième et quatrième ordres sont calculés et démontrent que le caractère non gaussien du champ en sortie d’un amplificateur paramétrique Josephson augmente avec le gain et la non-linéarité.

Les systèmes multi-agents sont des systèmes dans lesquels des entités logiciellesappelées agents interagissent de façon autonome dans des environnements partagés. Ces dernièresannées, de nombreuses recherches sur les organisations multi-agents ont été menées etdivers modèles organisationnels ont été proposés. Cependant, ils n'offrent pas de solution pourune gestion effective de la problématique d'ouverture dans des organisations multi-agents normatives.Dans cette thèse, nous nous sommes intéressées à l'étude de cette problématique etdonc à la spécification des besoins relatifs à la mise en oeuvre de l'ouverture au sein d'organisationmulti-agent. Nous avons ainsi identifié trois propriétés caractéristiques de cette problématique: l'interopérabilité d'une organisation avec son environnement extérieur et interne, lagestion des entrées / sorties et la gestion du contrôle et de la régulation des agents. Pour répondreà ces propriétés, nous avons proposé un langage de modélisation d'organisation (OML)MOISE qui est une extension de Moise+. MOISE permet de spécifier de façon explicite lesprocessus d'entrée / sortie dans une organisation et notamment les exigences relatives auxmissions, buts, et rôles de l'organisation. Nous avons également proposé une infrastructure degestion d'organisation (OMI) ORA4MAS qui s'inspire du méta-modèle Agents et Artifacts(A&A). Nous avons défini le concept d'artefact organisationnel pour implémenter les fonctionnalitéscorrespondant aux spécifications du langage MOISE. Nos propositions ont été illustréesavec une spécification d'organisation de gestion de la construction d'un édifice. La miseen oeuvre des propriétés d'ouverture a été expérimentée avec la gestion des processus d'entrée/ sortie des agents, la négociation des clauses de contrat, la coordination des coopérations desagents à la réalisation des buts de construction d'un édifice, le contrôle des comportements desagents relativement aux normes de l'organisation ainsi que leur régulation.

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