Le contexte incertain dans lequel évoluent les applications embarquées influencefortement ces dernières. L'objectif de disponibilité induit généralement une forteredondance matérielle et fonctionnelle. A l'inverse, le paramètre de consommation prôneun nombre et un fonctionnement à minima des ressources. Avec la réduction de latechnologie, la variabilité des procédés de fabrication induit la possibilité accrue dedéfaillances. De façon à garantir une qualité de service acceptable par l'utilisateur, et cesur la totalité de la durée de vie du circuit, il convient de mener des études associant dèsles phases amont les deux paramètres sûreté de fonctionnement et consommation. Cettethèse a pour objectif de proposer une nouvelle conception pour les réseaux de capteurssans fil, afin de réduire consommation d'énergie et d'augmenter la fiabilité du réseau. / The uncertain contexts in which recent WSN embedded applications evolve have bigimpact on these applications. Traditionally, the objective of availability generally doubleshardware and functional redundancy; it means that the overhead is doubled in term ofenergy and cost. Besides, wireless node system is powered by limited battery; hencepower consumption parameter is only set to a number of components and functionalitiesat minimum resources. However, due to the technology reduction, process variabilityconducts to increase the possibility of failures. In order to guarantee an acceptablequality of service for the users, and on the operating lifetime of the system, it should carrystudies at the upper phases involving both dependability and consumption constraints.This thesis aims to propose novel design for wireless sensor networks, in order to reduceenergy consumption and to increase network dependability.

La science a connu des avancées significatives en matière de gestion du risque au cours de la dernière décennie. Toutefois, les pratiques actuelles de gestion du risque dans le domaine industriel n'ont pas tiré tout le profit de ces développements. Le sujet de recherche de cette thèse peut être formulé ainsi : comment bâtir un cadre de gestion du risque afin de gérer les risques dans le transport, en adoptant les perspectives modernes du risque et les dernières connaissances de sécurité, tout en considérant le système de transport comme un système adaptatif complexe ? Ceci, à travers la perspective d'une agence nationale de la sécurité des transports, dont la responsabilité est la supervision de la sécurité de plusieurs modes de transport, incluant l'aérien, le maritime, le ferroviaire et le routier. La connaissance scientifique actuelle est passée en revue pour les sujets de risques et d'appréciation du risque, de sécurité et de gestion de la sécurité ainsi que les systèmes adaptatifs complexes. L'approche moderne du risque implique reconnaitre l'importance de l'incertitude et la solidité des connaissances dans l'analyse du risque ainsi que le rôle des imprévus. Le système de transport est identifié comme un système adaptatif complexe. De tels systèmes se caractérisent par un large volume d'interactions, de nombreuses boucles de rétroaction, des phénomènes non-linéaires, l'émergence, l'imprévisibilité et la contre-intuitivité. Sont étudiées les façons recommandées d'interagir avec les systèmes complexes afin de tenter de parvenir à un changement positif. Les concepts relatifs à la gestion de la sécurité sont également présentés et notamment le concept de résilience qui peut être interprété soit comme une élégante extensibilité des équipes ou des organisations, soit comme une adaptabilité continue. Les cadres existants de management du risque sont revus à la fois dans l'industrie et dans la littérature scientifique ainsi que la norme internationale ISO 31000. Basé sur l'état de l'art, un ensemble de critères pour un processus moderne de management du risque est développé. Le cadre proposé de gestion du risque dans le transport comprend des perspectives modernes du risque et considère le système de transport comme un système adaptatif complexe. Il permet de présenter les risques des différents modes de transport dans une visualisation globale de risque et de l'utiliser en tant que support pour prise de décision afin d'optimiser l'impact sur la sécurité avec les ressources qui sont toujours limitées. L'impact est encore renforcé par les moyens d'intervention tels que les stratégies adaptives et l'expérimentation, qui sont bien adaptés aux systèmes complexes. Elle est validée selon les critères élaborés et par comparaison avec les cadres existants. Le cadre proposé de gestion du risque ainsi que la thèse sont tous deux structurés d'après la norme ISO 31000. Enfin une étude de cas présente la mise en œuvre actuelle de cette nouvelle approche à l'Agence Nationale Finlandaise de la Sécurité des Transports. / Over the last ten-fifteen years, science has made significant advances in fields relevant for risk management. However, current risk management practices in industry have not yet benefitted from these developments. The research question addressed in this dissertation is: What kind of risk management framework should be used for managing transport risks when the modern risk perspectives and the latest understanding of safety are embraced, and the transport system is considered a complex adaptive system? The focus of this research is on transport risks, taking the perspective of a national transport safety agency, tasked with overseeing safety across several modes of transport, including aviation, maritime, railway and road safety. The scientific literature on risk and risk assessment, safety and safety management, as well as complex adaptive systems are reviewed. The research illustrates that a modern risk perspective recognizes the importance of uncertainty and strength of knowledge in risk analysis, as well as the role of surprises. The transport system is identified as a complex adaptive system, characterized by a high number of interactions, emergence, multiple feedback loops, nonlinear phenomena, unpredictability and counter-intuitiveness. The recommended ways to interact with such complex systems and to try to achieve positive change are explained. Concepts related to safety management are also investigated, especially the concept of resilience, which is interpreted as graceful extensibility of teams or organizations, or as sustained adaptability. Evidence of existing risk management frameworks in both the industry and scientific literature is outlined and reference is made to the international ISO 31000 standard for risk management. Based on the literature review, a set of criteria for a modern risk management process is developed. A risk management framework for managing transport risks which embraces modern risk perspectives and accounts for the transport system as a complex adaptive system is proposed. It enables risks in all transport modes to be presented in a single risk picture and supports decision-making to maximize the safety impact achievable with limited resources. The impact is further enhanced by intervention strategies such as adaptive policies and experimentation, which are well-suited to complex systems. The framework is validated against the criteria developed, and by comparison to existing methods. A case study presents the on-going implementation of the developed risk management framework at the Finnish Transport Safety Agency. Both the proposed risk management framework and the dissertation are structured according to the ISO 31000 framework.

Les bouleversements de plus en plus rapides et violents qui affectent la loi pénale ne sont que le symptôme d'un conflit normatif systémique qui travaille notre droit depuis la codification impériale. Dissimulé depuis l'origine du droit pénal moderne par le mythe de l'équilibre répressif, il voir l'ordre pénal républicain, formellement consacré par le Code pénal de 1810, confronté à une force constante d'érosion contrariant sa mise en œuvre effective et conséquente. Avançant sous l'apparence du bon sens répressif, cette opposition trahit en réalité une hostilité radicale à l'idée de Sûreté, assise sur la résurgence de certains traits saillants d'un absolutisme pénal singulièrement mâtiné des innovations de l'utilitarisme pénal. Sous l'effet d'une double instrumentation du procès pénal qui, sous l'influence du néolibéralisme, se mue progressivement en un outil de gestion coercitive de la déviance et de satisfaction symbolique de la victime, l'époque contemporaine voit le conflit normatif entrer dans une phase critique. Avec le passage du bon sens répressif au réalisme répressif, l'ordre pénal républicain est bientôt menacé d'implosion. De la nécessité de punir à l'émergence d'une impossible principe de précaution pénale, ce sont l'ensemble de ses principes directeurs qui se trouvent remis en cause en leurs fondements. / The faster and faster and violent upheavals which affect the penal law are only the symptom of a systematic normative conflict which works our law since the imperial codification Hidden since the origin of the modern criminal law by the myth of the repressive balance, it to see the penal order republican, formally dedicated by the Penal code of 1810, confronted with a constant strength of erosion opposing its effective and consequent implementation. Moving forward under the appearance of the repressive common sense, this opposition betrays in reality a radical hostility at the idea of safety, based on the resurgence of certain striking lines of a penal absolutism strangely crossbred of the innovations of the penal utilitarianism. Under the influence of a double instrumentation of the penal trial which, under the influence of the neoliberalism, moved gradually one coercive management tool of the abnormality and the symbolic satisfaction of the victim, the contemporary time sees the normative conflict entering a critical phase. With the passage of the repressive common sense in the repressive realism, the republican penal order is soon threatened with implosion. Of the necessity of punishing in the emergence of one impossible principle of penal precaution, it is the set of its guiding principles which are questioned in their foundations.

Dans l'éventualité d'une contribution significative du nucléaire aux besoins énergétiques mondiaux, le problème de la gestion des déchets actuels remet en question la pérennité de la liere REP. En complément des recherches sur le stockage et l'incinération de ces déchets, il convient donc d'envisager des systemes innovants dédiés à une production d'énergie nucléaire durable, aussi sobre, propre et sûre que possible. Nous nous intéressons ici au concept de réacteur à sels fondus, dont le combustible est liquide. Cette particularité autorise un retraitement en ligne pyrochimique, qui peut permettre de s'affranchir de certaines limites neutroniques. Le projet MSBR (Molten Salt Breeder Reactor) d'un réacteur à sels fluorures et à modérateur graphite a ainsi montré à la fin des années 1960 que la surgénération en cycle thorium et en spectre thermique est accessible avec un retraitement en ligne approprié.<br> A l'aide d'outils de simulation développés autour du code Monte Carlo MCNP, nous réévaluons dans un premier temps les performances d'un système de référence inspiré du projet MSBR. L'étude complète de la phase de mise à l'équilibre de ce réacteur d'une puissance de 2500 MWth, démarré en 232Th/233U, nous permet de valider nos choix de référence. L'équilibre obtenu montre une réduction importante des inventaires et des radiotoxicités induites par rapport aux autres cycles possibles. Le retraitement en ligne associé est suffisamment efficace pour rendre le systeme surgénérateur, avec un temps de doublement d'une trentaine d'années à l'équilibre.<br> A partir du système de référence, nous testons ensuite différentes options en termes d'économie de neutrons, de transmutation et de contrôle de la réactivité. Il en ressort que c'est le retraitement en ligne qui apporte le plus de flexibilité à ce système particulièrement bien adapté à la production d'énergie en cycle thorium. L'étude de scenarios de transition à cette filière quantifie les limites d'un éventuel déploiement à partir du parc français actuel, et montre enfin qu'une gestion raisonnée du plutonium disponible serait nécessaire dans tous les cas.

Cette thèse s'inscrit dans la démarche de preuve de programmes à l'aide de vérification déductive. La vérification déductive consiste à produire, à partir des sources d'un programme, c'est-à-dire ce qu'il fait, et de sa spécification, c'est-à-dire ce qu'il est sensé faire, une conjecture qui si elle est vraie alors le programme et sa spécification concordent. On utilise principalement des démonstrateurs automatiques pour montrer la validité de ces formules. Quand ons'intéresse à la preuve de programmes qui utilisent des structures de données allouées en mémoire, il est élégant et efficace de spécifier son programme en utilisant la logique de séparation qui est apparu il y a une dizaine d'année. Cela implique de prouver des conjectures comportant les connectives de la logique de séparation, or les démonstrateurs automatiques ont surtout fait des progrès dans la logique du premier ordre qui ne les contient pas.Ce travail de thèse propose des techniques pour que les idées de la logique de séparation puissent apparaître dans les spécifications tout en conservant la possibilité d'utiliser des démonstrateurs pour la logique du premier ordre. Cependant les conjectures que l'ont produit ne sont pas dans la même logique du premier ordre que celles des démonstrateurs. Pour permettre une plus grande automatisation, ce travail de thèse a également défini de nouvelles conversions entre la logique polymorphe du premier ordre et la logique multi-sortée dupremier ordre utilisé par la plupart des démonstrateurs.La première partie a donné lieu à une implémentation dans l'outil Jessie, la seconde a donné lieu à une participation conséquente à l'écriture de l'outil Why3 et particulièrement dans l'architecture et écriture des transformations qui implémentent ces simplifications et conversions.

Depuis 2001 j'ai développé au sein de l'équipe Oasis des travaux de recherche sur la sémantique des applications à base d'objets distribués, appliquant dans le contexte d'un vrai langage, et d'applications de taille réelle, mes recherches précédentes dans le domaine des algèbres de processus. Les différents aspects de ce travail touchent naturellement à la sémantique comportementale, et à la définition de procédures de génération de modèles prenant en compte les différentes facettes de la programmation d'applications distribuées, mais aussi, en amont, à l'analyse statique de code et aux techniques d'abstraction de modèles, et en aval aux outils de vérification de propriétés comportementales. Je montre dans ce mémoire la complexité de ces recherches et la grande variété des techniques requises. Nous avons mis en place une méthode cohérente basée sur un modèle sémantique très flexible, le modèle pNets (parameterized Networks of automata), qui nous offre un bon compromis entre décidabilité, complexité, et utilisabilité. Cette approche nous a permis de définir une sémantique comportementale pour différents aspects des applications à base d'objets ou de composants distribués, mais aussi une notion d'abstraction vers des modèles abstraits finis, permettant d'utiliser des outils de vérification de type " model-checking ". L'ensemble de ces aspects a donné lieu à la réalisation de prototypes, dans la plateforme VerCors, et à des cas d'étude de grande taille.

Le processus de développement des systèmes avioniques suit des réglementations de sûreté de fonctionnement très strictes, incluant l'analyse du déterminisme et de la prédictibilité temporelle des systèmes. L'approche est basée sur la séparation des étapes de conception et d'implémentation. Une des plus grandes difficultés dans l'approche actuelle se trouve dans la détermination du WCET, qui est nécessaire pour prouver la satisfaction des contraintes de temps-réel dur du système. Dans cette thèse, une méthodologie de relâchement de contraintes temps-réels pour les systèmes de commandes digital est proposé. L'objectif est de réduire le conservatisme des approches traditionnelles basés sur le pire temps d'exécution, tout en préservant la stabilité et les performances de commandes. L'approche a été appliqué au système de commande de tangage d'un avion, ce qui a permi de montrer que le relâchement des contraintes temps réels améliore l'utilisation de la puissance de calcul disponible tout en préservant la stabilité et la qualité de commande du système.

Aujourd’hui, la valeur symbolique de la notion de « sécurité » atteint un point tel que seule l’idée de s’y opposer nous apparaît instinctivement absurde. De plus en plus, la poursuite de la sécurité sert de justification à une diversité impressionnante de pratiques et de domaines de la vie sociale. Cette expansion récente du « langage de la sécurité » fait de la sécurité une notion fondamentalement polysémique et par le fait même, un concept de plus en plus élastique et récupérable politiquement par ceux qui voudraient en profiter. Dans un contexte où le pouvoir symbolique du langage de la sécurité est tel que le simple fait de l’invoquer dans la promotion d’une mesure politique suscite à tout le moins une ouverture hors du commun chez l’électorat, il devient crucial d’élucider et de comprendre ce qui est entendu et sous-entendu par ce qu’est la sécurité pour les acteurs politiques qui à la fois la promeuvent et témoignent de leur désir de l’accroître. S’inspirant des préceptes de l’outil analytique de la gouvernementalité, notre étude vise à identifier les philosophies qui guident plus spécifiquement les discours politiques canadiens dans les discussions menant à la mise en place de législations en matière de sécurité publique. Pour ce faire, nous réalisons une analyse qualitative comparative en prenant comme sources de données les verbatim de discussions, débats politiques et textes législatifs menant à la mise en place de quatre projets de loi fédéraux distincts, projets de loi dont les textes sont également analysés. Si le dénominateur commun entre les projets de loi renvoie au fait que chacun vise à accroître la sécurité du public, deux d’entre eux — le projet de loi C-14 (2014) portant sur la non-responsabilité criminelle ainsi que le projet de loi C-36 (2001) portant sur le terrorisme — concernent de plus près la sphère de la politique criminelle alors que les deux autres — le projet de loi C-36 (2010) portant sur la sécurité des produits de consommation et projet de loi C-12 (2000) portant sur la santé et la sécurité au travail — touchent plutôt celle de la santé publique. En comparant les résultats des analyses individuelles de chaque cas, l’objectif ultime est d’identifier, s’il y a lieu, des philosophies qui les traversent tous. À ce chapitre, notre analyse montre entre autres en quoi deux philosophies, soit celle de la « gestion préventive des risques » et celle de la « précaution » orientent considérablement les discours politiques dans chacun des terrains d’enquête étudiés. Partant de là, nous avançons l’idée que de fournir de la sécurité de nos jours équivaut surtout à gouverner le futur, c’est-à-dire prévenir non seulement sur base des savoirs relativement sûrs du présent, mais aussi sur base des pires projections de notre fertile imagination. En conclusion, nous situons cette idée de gouvernance du futur dans le contexte plus large de l’expansion du langage de la sécurité pour ensuite en soulever les pièges, surtout lorsque ces tendances sont laissées à elles-mêmes. Partant de là, nous dégageons certaines pistes de solution afin justement d’éviter ces pièges.

Le processus de développement des systèmes avioniques suit des réglementations de sûreté de fonctionnement très strictes, incluant l'analyse du déterminisme et de la prédictibilité temporelle des systèmes. L'approche est basée sur la séparation des étapes de conception et d'implémentation. Une des plus grandes difficultés dans l'approche actuelle se trouve dans la détermination du WCET, qui est nécessaire pour prouver la satisfaction des contraintes de temps-réel dur du système. Dans cette thèse, une méthodologie de relâchement de contraintes temps-réels pour les systèmes de commandes digital est proposé. L'objectif est de réduire le conservatisme des approches traditionnelles basés sur le pire temps d'exécution, tout en préservant la stabilité et les performances de commandes. L'approche a été appliqué au système de commande de tangage d'un avion, ce qui a permi de montrer que le relâchement des contraintes temps réels améliore l'utilisation de la puissance de calcul disponible tout en préservant la stabilité et la qualité de commande du système. / The development process of critical avionics products are done under strict safety regulations. These regulations include determinism and predictability of the systems' timing. The overall approach is based on a separation of concerns between control design and implementation. One of the toughest challenges in the current approach is the determination of the WCET, in order to correctly size the system. In this thesis, a weakened implementation scheme for real-time feedback controllers is proposed to reduce the conservatism due to traditional worst-case considerations, while preserving the stability and control performance. The methodology is tested to the pitch control of an aircraft, showing that weakening the real-time constraints allows for saving computing power while preserving the system's stability and quality of control.

Les accidents graves résultant de la fusion d’un coeur de réacteur nucléaire doivent être anticipés pour améliorer l’efficacité de leur mitigation. De tels accidents sont survenus à TMI-2 (1979) et à Fukushima (2011). Suite à un accident de perte de refroidissement, l’échauffement du coeur et l’oxydation de la gaine de combustible suivie d’un renoyage (injection d’eau) peuvent entraîner l’effondrement des barres de combustible et la formation d’un lit de débris dans le coeur. La vapeur produite lors du renoyage peut activer l’oxydation exothermique du Zircaloy, entraînant la fusion partielle des matériaux. Cette évolution engendre des zones à porosité réduite limitant la pénétration de l’eau et/ou des zones imperméables. Dans cette situation, l’efficacité de l’injection d’eau dans le coeur pour arrêter la progression de la dégradation et empêcher la fusion du coeur du réacteur peut être considérablement réduite. Dans ce cadre, l’IRSN a lancé le programme PEARL visant à étudier la thermohydraulique du renoyage des lits de débris chauds entourés d’une zone plus perméable simulant la présence de zones intactes ou moins endommagées dans le coeur. Dans cette thèse, les expériences PEARL ont été modélisées et simulées avec ICARE/CATHARE pour évaluer l’évolution d’un renoyage d’un lit de débris surchauffé entouré d’un bypass de perméabilité plus grande. La thermohydraulique du processus a été analysée et l’effet de différents paramètres (géométrie, conditions aux limites) sur le comportement de renoyage a été évalué. Sous certaines conditions, l’entraînement de l’eau dans le bypass a été identifié et évalué. Un modèle analytique a été mis au point ensuite pour étudier de façon approfondie le renoyage d’un milieu poreux hétérogène surchauffé composé de deux lits de débris de perméabilité et de porosité différentes et pour décrire l’entraînement de l’eau dans le bypass. Ce modèle calcule les principales variables caractérisant le processus de renoyage, telles que la vitesse du front de trempe, le taux de conversion eau-vapeur et le débit d’eau entraîné dans le bypass.Il fournit de bons résultats qualitatifs et quantitatifs concernant la redistribution du débit d’eau par rapport aux résultats expérimentaux. Ce modèle a plusieurs avantages. Il est écrit sous une forme plutôt générale incluant les termes de correction de Forchheimer et les termes croisés non nuls dans l’équation de Darcy-Forchheimer généralisée. Les différentes options des équations de quantité de mouvement proposées, y compris les changements dans les corrélations et les lois de frottement interfacial, peuvent être testées facilement. La comparaison des calculs avec les résultats expérimentaux indique qu’il est nécessaire d’inclure une loi de frottement interfacial pour obtenir de bonnes prédictions. L’extrapolation à l’échelle du réacteur est simple et des calculs ont été effectués pour évaluer l’impact des paramètres géométriques du lit de débris (granulométrie, porosité, dimensions) ainsi que les conditions thermiques et hydrauliques (température, pression, débit d’injection). Ainsi, le modèle est très utile pour estimer le temps de trempe total et latempérature maximale qui pourraient être atteinte dans le lit de débris à grande échelle. Cela permet d’évaluer la probabilité de réussite du renoyage d’un lit de débris chauds formé lors d’un scénario accidentel hypothétique. / Severe accidents arising from the fusion of a nuclear reactor core must be anticipated to enhance the efficiency of their mitigation. Such accidents have occurred at TMI-2 (1979) and Fukushima (2011). Following a loss of coolant accident, core heating and oxidation of the fuel cladding followed by reflooding (injection of water) may lead to the collapse of fuel rods and formation of porous debris bed in the core. Steam produced upon reflooding may activate the exothermic oxidation of Zircaloy leading to partial melting of materials. Such evolution generates zones with reduced porosity limiting coolant penetration and/or impermeable blocked zones. In this situation, the efficiency of injecting water into the core to stop the progress of degradation and prevent the reactor core melting may be significantly reduced. In this scope, IRSN launched PEARL program to investigate the thermal hydraulics of reflooding of hot debris beds surrounded by a more permeable zone simulating the presence of intact or less damaged zones in the core. The PEARL experiments were modeled and simulated using ICARE/CATHARE code to assess the evolution of a bottom reflooding of a superheated debris bed surrounded by a bypass of larger permeability. The thermal hydraulics of the quenching process has been analyzed and the effect of each of the initial conditions on the reflooding behavior was assessed. The effect of pressure was investigated and related to the entrainment of injected water at quench front level into the bypass. An analytical model was then developed to investigate thoroughly the reflooding of a superheated heterogeneous porous medium, composed of two layers of contrasting permeability and porosity, and to describe the water entrainment in the bypass. This model computes the main variables characterizing the reflooding process such as quench front velocity, water-to-steam conversion ratio, and the flow rate of water entrained in the bypass. It provides good qualitative and quantitative results for the two-phase flow redistribution as compared to experimental results. This model has several advantages. It is written in a rather general form including the Forchheimer correction terms and non-zero cross-terms in the generalized Darcy-Forchheimer momentum equation. Variations of proposed momentum equations including changes in correlations andinterfacial friction laws can be tested easily and efficiently. Comparison of the calculations against experimental results indicated that it is necessary to include an interfacial friction law to obtain good predictions. This model allows performing fast evaluations of the efficiency of cooling bycomputing the fraction of the injected flow rate that participates in cooling. Upscaling to the reactor scale is straightforward and calculations were performed to assess the impact of geometric parameters of the debris bed (particle size, porosity, dimensions) as well as thermal hydraulic conditions (temperature, pressure, injection flow rate) on the reflooding process. Thus the model is very useful to estimate the total quenching time and the maximum temperature that could be reached by the hot debris bed at large scales. This allows assessing the probability of a successful quenching of a hot debris bed formed during a hypothetical accidental scenario.