Dans les premières années de la radiothérapie, les mécanismes d’action et les effets secondaires des radiations ionisantes n’étaient que faiblement compris. La génétique moléculaire a clairement montré les dommages causés par ses radiations sur l’ADN des cellules. Cependant, le rayonnement ne distinguant pas les cellules saines des cellules tumorales, les plus grandes avancées modernes en radiothérapie sont concentrées sur l'amélioration de la précision de la dose délivrée. Avec un intérêt relativement bas pour la compréhension fondamentale des mécanismes de base des dégâts biologiques induits par irradiation.Dans le 1er chapitre de cette thèse, l’état de l’art conduit à considérer le Silicon Nano Tweezers (SNT) comme un excellent candidat pour l’exploration des champs méconnus de la radiothérapie. Le 2nd chapitre présente le SNT et sa capacité à caractériser en temps réel les propriétés biomécaniques de l’ADN. Le 3ème chapitre montre le dispositif entourant le SNT et évalue sa capacité à mesurer les caractéristiques d’un faisceau d’ADN en milieu liquide subissant le rude champ électromagnétique généré par la machine de radiothérapie : le Cyberknife. Le 4ème chapitre explique le protocole spécialement développé pour la caractérisation par le SNT de l’ADN en milieu liquide. Le 5ème chapitre présente les résultats clés, obtenus dans diverses conditions, de caractérisations mécaniques en temps réel de faisceau d’ADN irradiés par le Cyberknife. La dernière partie conclue finalement sur les possibilités et les perspectives offertes par la technologie des Microsystèmes électromécaniques dans l’avancée de la recherche en radiothérapie et en plus largement en médecine. / In the early days of radiotherapy, very little was known about the mechanism of action of ionizing radiation and its side effects. The understanding of molecular genetics has made it clear that radiation damages mainly the DNA of cells. However, since radiation does not distinguish between healthy and tumor cells, the largest improvement of the radiotherapy technology in modern days has concentrated on improving the precision of dose-deliver, with a comparatively lower interest in the fundamental understanding of the basic mechanisms of biological radiation damage.In the first chapter of this thesis, the state of the art conducts to consider the Silicon Nano Tweezers (SNT) as an excellent candidate to explore unknown field of the radiotherapy treatment. The second chapter introduces the SNT and explains its ability to conduct real-time biomechanical characterization of a DNA bundle. The third chapter shows the surrounding SNT setup, and evaluates its capability to measure the biomechanical characteristic of a DNA bundle in liquid under the harsh electromagnetic environment generated by a radiotherapy machine: the Cyberknife. The fourth chapter explains the protocol developed for the DNA characterization in liquid by the SNT. The fifth chapter presents some key results of real-time mechanical characterization of DNA bundles under the Cyberknife irradiation in several conditions, followed by a discussion based on the theoretical model of a randomly damaged DNA bundle. The last part finally concludes on the capability and perspective offered by Micro-electromechanical technologies to push the research in radiotherapy and in medicine.

La crise énergétique et environnementale ont promu le gouvernement à prendre des mesures vigoureuses pour stimuler la transition énergétique et accélérer la croissance verte. Dans cette politique, les véhicules électriques (VE) constituent à terme une réelle réponse aux problématiques actuelles. Leur insertion dans le système électrique a poussé l’ensemble des acteurs et notamment les gestionnaires de réseaux de distribution à privilégier une modernisation des réseaux électriques. Assimilée à la thématique des Smart Grids, la thèse vise à apporter des éléments de réflexion au concept de la gestion de la demande appliquée aux VE. La première partie de ce travail expose une méthodologie d’évaluation de l’impact technico-économique des VE sur les réseaux de distribution HTA/BTA. Ensuite, pour soulever cette problématique, une prospection des services du pilotage de charge orientés réseaux et marché est menée en deuxième partie. Une démarche d’analyse des pistes de valorisation a permis de dégager les services à forte contribution économique. A ce titre, une méthodologie de conception de stratégies de supervision optimisées est proposée. Son application a permis de tirer des conclusions sur la valorisation financière et environnementale des effacements de charges de VE. Les résultats de simulation sont employés pour une étude de rentabilité technico-économique. Ensuite, le comportement des réseaux de distribution face aux algorithmes de supervision est étudié par une approche de co-simulation. Enfin, les principes Smart Grids sont analysés et validés via des expérimentations réalisées sur un démonstrateur hybride interfaçant un simulateur temps réel avec du matériel physique. / Energy and environmental crisis have prompted the government to take strong measures to stimulate energy transition and accelerate green growth. In this context, electric vehicles (EVs) are considered as a real solution to deal with the current problems. Their integration into the electrical system promotes distribution system operators to develop smart solutions in this field. Concerning the Smart Grids concept, the present work aims to provide answers to a wide range of questions for demand side management program using plug-in EVs charging strategies. The first section of this PhD project, presents a methodology to assess technical and economic impacts of EVs charging on Medium and Low voltage distribution networks. Afterwards, analyses about the competitive EVs load management ancillary services are conducted in the third chapter. By comparing potential and opportunities of each ones, three ancillary services for electricity market contribution were selected. In this context, a methodology for designing energy management strategies is proposed. The latter is applied to the selected ancillary services to assess the financial contribution of the developed strategies. Environmental aspects and Wind-to-Vehicle concept are also evaluated. Furthermore, thanks to a co-simulation interface, the interactions between supervision strategies and real distribution networks are analyzed. The last section presents a Hardware-in-the-loop demonstrator using a real time simulator, smart meters and EVs charging stations. Through experiments, communication constraints and Smart Grids principles are evaluated and validated.

Les bactériophages ARN F-spécifiques sont des virus qui infectent Escherichia coli et possèdent une structure et une taille comparables à celles des principaux virus entériques pathogènes. Ils sont proposés comme indicateurs de pollution fécale du milieu hydrique, comme modèles du comportement des virus pathogènes dans l’environnement et comme outil de discrimination de l’origine de la pollution fécale. En effet, dans les eaux usées, il a été rapporté que les génogroupes II et III avaient principalement une origine humaine alors que les génogroupes I et IV avaient, quant à eux, plutôt une origine animale. Paradoxalement, peu de données existent quant à la répartition des différents génogroupes dans les eaux naturelles. L’objectif de ce travail a, par conséquent, été de préciser les relations existantes entre les différents génogroupes des phages ARN F-spécifiques et la pollution fécale et virale des eaux naturelles. Tout d’abord, nous avons développé les premiers systèmes de RT-PCR en temps réel capables d’identifier les quatre génogroupes dans les eaux environnementales. La sensibilité, la spécificité et la rapidité de détection constituent les avantages majeurs de cette approche. Par rapport aux outils existants, cette méthode permet de s’affranchir de l’étape de culture et donc de minimiser les problèmes engendrés par des taux d’inactivation importants des particules virales infectieuses, en réponse aux stress environnementaux. En effet, les études de persistance, réalisées aussi bien dans l’eau usée que dans l’eau souterraine, démontrent que, selon les conditions expérimentales, le génome phagique est de 3 à 20 fois plus résistant que les phages infectieux. Dans un second temps, l’analyse d’échantillons d’eaux usées urbaines nous a permis de vérifier que, malgré le changement de référentiel de mesure (génome versus particule infectieuse) inhérent à notre méthode de détection, les bactériophages ARN F-spécifiques pouvaient donner des informations intéressantes quant à la caractérisation de la pollution fécale. Dans ce type de milieu, les génogroupes II et III sont majoritairement retrouvés à des concentrations relativement stables au cours du temps. De manière ponctuelle, la présence du génogroupe I a pu, à la fois, être mise en relation avec les précipitations et avec la présence de pathogènes à caractère zoonotique (Cryptosporidium et Giardia), suggérant un apport de pollution animale par des phénomènes de ruissellement. Ceci a conforté l’idée que le génotypage pourrait constituer un outil intéressant de discrimination de l’origine de la pollution fécale. En revanche, la comparaison des résultats de génotypage aux concentrations en virus pathogènes montre que ces phages ne sont pas adaptés à la prédiction de la présence de norovirus et d’entérovirus, en raison d’un caractère saisonnier de ces derniers. Les deux études de cas consacrées aux eaux naturelles constituent l’étape majeure de notre étude. Dans un contexte de pollution principalement anthropique, il est démontré qu’au niveau de l’eau de rivière, le génogroupe II est très majoritairement observé. Les variations de concentration de ce génogroupe ont pu être corrélées positivement avec les indicateurs bactériens (E. coli, entérocoques) et avec les adénovirus humains attestant de son origine fécale humaine. Le génogroupe I est également très souvent représenté mais avec de plus amples variations de concentration. Ce génogroupe n’a été corrélé ni aux indicateurs bactériens, ni au génogroupe II, ni aux adénovirus humains, étayant l’hypothèse d’une autre origine de ce génogroupe. La corrélation positive avec les valeurs de turbidité de l’eau laisse supposer un apport de ces phages suite à des événements de ruissellement. Ainsi, dans l’eau de rivière, les génogroupes I et II semblent apporter des informations intéressantes quant à l’origine de la pollution fécale. Dans ce cadre, nous proposons l’utilisation d’un ratio de concentrations des génogroupes I et II pour caractériser la pollution fécale. A titre d’exemple, pour une concentration en E. coli de 3,6 log10 NPP/100mL, la valeur du log10 (GGII/GGI) peut être aussi bien de 3,8 que de -1,7. Avec la turbidité de l’eau, ce ratio a été le seul paramètre permettant de distinguer une modification dans la nature de la pollution fécale. Le génome des phages ARN F-spécifiques n’a pas été mis en évidence dans les prélèvements d’eaux souterraines protégées de la pollution fécale. Par contre, du génome d’adénovirus humains a été identifié dans 7 échantillons sur 60. Ainsi, des marqueurs plus persistants que le génome des phages ARN F-spécifiques peuvent être détectés. Au cours de l’étude de persistance menée dans ce milieu, aucune dégradation de l’ADN n’a été observée sur les 200 jours de l’expérience, supportant l’idée que l’ADN est un marqueur de pollution fécale extrêmement conservateur. Finalement, les méthodes nouvellement développées au cours de cette thèse ont abouti à une meilleure connaissance de la distribution des différents génogroupes au sein des eaux naturelles. Le génotypage des phages ARN F-spécifiques apporte des informations originales par rapport aux indicateurs bactériens, mais ne constitue pas, à lui seul, l’indicateur universel de pollution fécale ou virale des eaux. / F-specific RNA phages, which are non pathogenic viruses with similar size and structure to human enteric viruses, have been proposed like faecal pollution indicators, like models for pathogenic viruses in environment and like tools for microbial source tracking. The key trait on which the F-specific RNA phage approach of source tracking is based is that genogroups I and IV are predominantly isolated from non human faeces, while genogroups II and III are predominantly isolated from human faeces and sewage. Paradoxically, few data are available as for the genogroups distribution in environmental waters. So, the topic of this study was to provide additional information about the relationships between the genogroups of F-specific RNA phages and the level of faecal and viral pollution to environmental waters. First, the methodological work undertaken at the beginning of this project made it possible to develop the first real-time RT-PCR assays able to typing the F-specific RNA phages. The major advantages of this approach are a good sensitivity, a quick detection and a great specificity. Compared with the current tools, this method allows to avoid the phage cultivation and thus to play down the biases associated with the survival characteristics of infectious F-specific RNA phages in the environmental waters. Indeed, survival studies, realized in urban wastewater and also in ground water, have shown that the inactivation rates of infectious particles are always more important that this of viral RNA, whatever the experimental design was. Secondly, the analysis of urban wastewater samples enabled to check that F-specific RNA phages could give interesting information as for the characterization of faecal pollution in spite of the change of reference frame of measurement inherent in our detection method (genome versus infectious particle). In these kinds of samples, the majority of phages isolated belonged to the genogroups II and III, and they exhibited steady concentrations. In several particular samples, the high concentration of genogroup I phages has been associated with rainfall events and with the presence of zoonotic pathogens (Cryptosporidium and Giardia). This observation suggests the presence of an animal pollution after streaming phenomena. All the results obtained with urban wastewaters strengthen the use of F-specific RNA phages like reliable source identification tool. On the other hand, the comparison between the pathogenic virus concentrations and the results of genotyping has shown that phage genogroups are not relevant indicators for the presence of enteric viruses. For instance, norovirus and enterovirus concentrations in wastewater displayed a seasonal distribution while human genogroups exhibited steady concentrations over the time. Thirdly, two particular case studies devoted to natural waters constitute the major aspect of our work. In river water principally influenced by human wastes, genotyping results show that genogroup II is very largely isolated. For the first time, positive correlations between the concentrations of genogroup II phages, bacterial indicators (E. coli, enterococci) and human adenoviruses was observed, which attests the human faecal origin of this genogroup. Genogroup I was also often isolated but it appeared irregularly distributed. The correlation analysis has shown that genogroup I was linked neither with the concentration of genogroup II nor with that of bacterial or viral faecal indicators. The absence of a link between the concentrations of these two genogroups supports the assumption of another faecal origin. Conversely, a relationship was shown between genogroup I and the water turbidity observed at the sampling. This suggests that the origin of this genogroup could be related to streaming phenomena following precipitations. Thus, in river water the genogroup I and II would be the two most interesting genogroups in order to characterize faecal pollution. As a consequence, genogroup II/genogroup I ratio may be an interesting tool for faecal source tracking. Indeed, depending on the sign of the ratio, it seems possible to determine the main source of pollution at a given point. For example, for an E. coli concentration of 3.6log10 MPN/100mL, log-ratio values could as well be 3.8 as -1.7. With the water turbidity, this log-ratio was the only parameter enabled to highlight a change of faecal pollution nature. In ground waters protected from faecal pollution, genome of F-specific RNA phages was not observed while genome of adenoviruses was isolated in 7 samples on the 60 analyzed. This observation suggests that more persistent markers than RNA of phages could be detected in ground waters. More over, in persistence study, no degradation of adenoviral DNA was observed during all the time (200 days) of the experiment. Finally, the typing method newly developed during this study led to a better knowledge of the distribution of different the genogroups within environmental waters. F-specific RNA phage typing provides original information compared to the bacterial indicators, but does not constitute alone the universal indicator of faecal or viral pollution of waters.

Les systèmes embarqués des domaines de l'aéronautique ou de l'automobile sont en interaction permanente avec leur environnement. Ils récupèrent de l'information depuis leurs capteurs, traitent les données et réagissent par le biais de leurs actionneurs. Ces systèmes critiques se doivent non seulement de produire des résultats corrects du point de vue logique mais aussi de les réaliser dans le temps imparti. Cette particularité les classe dans la famille des systèmes temps réel. Dans les domaines cités, les fonctionnalités sont à l'origine définies au regard de la dynamique du système et leur nombre peut atteindre plusieurs milliers. Les systèmes d'exploitation temps réel, logiciels responsables du traitement de ces fonctionnalités sur le matériel, limitent généralement le nombre de traitements implantables, en raison des surcoûts engendrés par leur gestion. Dans ce travail, nous nous intéressons donc à des techniques de réduction du nombre de ces traitements, de manière à passer outre les limitations des systèmes d'exploitation temps réel. Nous proposons des algorithmes de regroupement qui assurent que les contraintes de temps soient respectées. Ces méthodes visent des architectures monoprocesseurs et multiprocesseurs pour des traitements communicants. / Embedded systems dedicated to aeronautics or automotive interact permanently with their environment. They get information from their sensors, process the data and react with their actuators. Such systems have to execute the functionalities correctly, but also to process them within the allocated time. This feature classifies those systems in the category of real-time systems. In the cited domains, those functionalities are originally defined accordingly to the dynamics of the system and their number can reach several thousand. The real-time operating systems, software which handles the processing of those functionalities on the hardware, generally limit the number of functionalities, due to the overhead caused by their management. In this work, we are interested in techniques that reduce the number of those functionalities so to overstep those restrictions. We propose clustering algorithms that ensure that timing constraints are respected. These methods are applied to monoprocessor and multiprocessor architecture with communicating processes.

L'utilisation d'intergiciels pour la réalisation de systèmes temps réel répartis embarqus (TR2E) nécessite la preuve des propriétés de bon fonctionnement de l'intergiciel et une mesure de son impact sur la sémantique du système. Parallèlement, l'intergiciel doit être adaptable et répondre à de nombreuses contraintes (plate-forme d'exécution, ressources, interfaces de communication, ...). Cette thèse propose une architecture adaptable d'intergiciel qui permet 1) l'adaptabilité de ses fonctions élémentaires aux besoins de l'utilisateur, 2) la vérification formelle des propriétés de l'intergiciel. Cette architecture étend celle de l'intergiciel schizophrène. Elle fournit une séparation claire entre la boucle de contrôle et les services fonctionnels de l'intergiciel, facilitant le support de plusieurs politiques de concurrence et de gestions des ressources. Nous avons validé notre proposition en vérifiant formellement les propriétés causales de deux configurations de l'intergiciel, en étendant les mécanismes de l'intergiciel pour proposer une implantation complète des spcifications RTCORBA et DDS, ainsi qu'un guide pour le support d'autres classes d'intergiciels. Enfin, nous proposons une analyse complète des performances, du déterminisme et de l'empreinte mémoire de configurations significatives de l'intergiciel.

Cette thèse se situe dans le domaine des systèmes informatiques temps-réel embarqués, plus particulièrement les logiciels embarqués dans l'automobile pour tous les dispositifs émergents et à venir d'évaluation des systèmes d'aide à la conduite (ADAS) pour les prochaines générations de véhicules. Ce document présente les trois axes principaux des travaux de cette thèse : Le premier axe comprend le développement d'un middleware reconfigurable dynamiquement, SCOOT-R. Le deuxième axe concerne le développement des techniques d'ordonnancement distribuées des opérations SCOOT-R avec un objectif de qualité de service de bout en bout. Finalement, le développement des techniques d'ordonnancement régulé pour l'adaptation du système à des situations de conduite et comportements du conducteur variables. Dans ce cas l'importance des fonctions est adaptée suivant le contexte momentané du système.

Comprendre le vieillissement des caoutchoucs afin de le ralentir est un challenge industriel. Pour répondre à cette problématique, la caractérisation du matériau à chaque étape de sa préparation est primordiale. En effet la vulcanisation au soufre est largement utilisée dans l’industrie alors que les mécanismes réactionnels et la structure des matériaux formés restent encore hypothétiques et controversés. La connaissance de ces mécanismes permettrait une amélioration de leur durée de vie. Pour cela nous avons utilisé des techniques innovantes comme l’Analyse Directe en Temps Réel couplée à la spectrométrie de masse (DART-MS) et la Résonance Paramagnétique Electronique (RPE). Une analyse par spectroscopie RPE et DART-MS est effectuée sur chaque additif et mélange (gomme et additifs) à différentes étapes de leur préparation (brut, cru et vulcanisé) pour constituer une base de données. Le cœur de la thèse est l’étude menée par RPE sur la réaction de vulcanisation et sur le vieillissement accéléré des matériaux afin d’apporter des éléments de réponse sur les mécanismes radicalaires proposés dans la littérature. La vulcanisation est étudiée en comparant l’étude ex-situ consistant à analyser le matériau ayant subi la vulcanisation au sein du rhéomètre et l’étude in situ qui consiste à mimer cette réaction au sein du spectromètre RPE pour une étude en temps réelle. Les analyses par RPE montrent la présence d’espèces paramagnétiques de différentes natures (organique et métallique) évoluant au cours de la réaction de vulcanisation et de vieillissement. La spectroscopie RPE montre clairement son intérêt dans l’étude de la réaction de vulcanisation et le suivi du vieillissement. / Understanding the rubber materials’ aging is a challenge in the world of industry. To respond at this problematic, the characterization of the material at each stage of its preparation is essential. Actually, sulfur vulcanization is often used in industry while the reaction’s mechanisms and the structure of the materials formed are still hypothetical and controversial. Knowledge of these mechanisms would improve the life of rubbers. For this we have used innovative techniques such as Direct Analysis at Real-Time coupled with Mass Spectrometry (DART-MS) and Electronic Paramagnetic Resonance (EPR). Spectroscopic analysis by EPR and DART-MS is performed on each additive and mixture (rubber and additives) at different stages of their preparation (raw, uncured and vulcanized) to make a database. The center of the thesis is the study conducted by EPR on the vulcanization reaction and the accelerated aging of materials to provide response’s elements on the radical mechanisms proposed in the literature. Vulcanization is studied by comparing the ex-situ study which the material is vulcanized in the rheometer and the in-situ study which mimicking the vulcanization reaction in the EPR spectrometer for a real-time study. EPR analyzes show the presence of different paramagnetic species (organic and metallic) evolving during the vulcanization and aging reaction. EPR spectroscopy shows clearly its interest in the study of the vulcanization reaction and in the aging.

L'objectif de notre thèse est d'appliquer la génomique en temps réel pour déchiffrer les caractéristiques génomiques bactériennes et les événements de recombinaison du génome des bactéries atypiques ainsi que leur impact sur les maladies infectieuses. Au cours de ma thèse, nous avons effectué une revue sur les outils bioinformatiques les plus courants utilisés en microbiologie clinique et mis en évidence l’impact de la recombinaison sur le comportement des bacteries. Le deuxième projet de notre thèse est de déchiffrer une epidémis de Staphylococcus saprophyticus causant des infections urinaires en utilisant la technologie MALDI-TOF MS et une analyse comparative du génome de S. saprophyticus pour comprendre leur évolution génomique. Nous avons démontré qu'il existe un groupe de S. saprophyticus géographiquement restreint à Marseille comparé au souches de Nice. De plus, nous avons montré que S. saprophyticus qui était initialement considéré comme une bactérie saprophyte a evolué pour devenir une bactérie pathogène à travers des recombinaisons massives et des « single nucleotide polymorphism », résultant d'une perte significative de gènes. Le troisième projet de notre thèse est une analyse comparative des génomes d'Enterococcus faecalis et d'E.faecium isolé chez l'homme, les animaux et l'environnement pour déchiffrer la différence de propagation et l'acquisition de déterminants antimicrobiens. Nous avons démontré qu'il existe une association directe entre l'absence de système CRISPR, la présence du gène ardA et l'acquisition de gènes de résistance à la vancomycine, qui différencient E. faecalis de E. faecium. Enfin nous avons decrit un nouveau genre bacterien Nissabacter. / The objective of our thesis is to applied the Real-time genomic approaches to decipher bacterial genomic features and genome recombination events of atypical bacteria and their impact on infectious diseases. During my thesis, we have reviewed the most common bioinformatics tools applicable in clinical microbiology and highlight how bacterial genome recombination have impacted their behaviour. The second project of our PhD is to decipher a community outbreak of Staphylococcus saprophyticus involved in (UTI) using MALDI-TOF MS technology and a comparative genome analysis of clinical and non-clinical S. saprophyticus to understand their genomic evolution. We demonstrated that there is a geographically restricted cluster of S. saprophyticus circulating in Marseille community as compared to Nice. Moreover, we showed that S. saprophyticus which was initially considered as a saprophytic bacterium has drifted to becoming a pathogenic bacterium through massive genome recombination and single nucleotide polymorphism events, resulting from a significant loss of genes. The third project of our work is a comparative genome evolutionary analysis of Enterococcus faecalis and Enterococcus faecium isolated from human, animals, and environment to decipher the difference in spread and the acquisition of antimicrobial determinants. We demonstrated that there is a direct association between the absence of CRISPR system, the presence of gene ardA and the acquisition of vancomycin resistance genes, which differentiate E. faecalis from E. faecium. Our final project was focused on the discovering of a new genus Nissabacter and its description.

Dans les domaines critiques d'application de l'informatique, il peut être vital de disposer d'un génie logiciel qui soit capable de garantir le bon fonctionnement des systèmes produits. Dans ce contexte, la méthode B évènementielle promeut le développement de modèles abstraits du système à concevoir et l'utilisation de démonstrations formelles ainsi que de la relation de raffinement entre les modèles. Notre but est de pouvoir travailler sur des systèmes ayant des aspects temporels quantitatifs (propriétés et contraintes de temps) en restant au sein du cadre défini par la méthode B qui a déjà montré son efficacité par ailleurs, mais qui ne dispose pas de concepts spécifiques pour le temps. C'est ainsi que nous proposons l'introduction des contraintes de temps par le raffinement, ceci permet de respecter la philosophie de la méthode B et de systématiser cette approche par la formalisation de patrons de raffinement. Nos différentes modélisations du temps sont proposées sous la forme de patron à réappliquer sur le système à étudier. Nous pouvons donc étudier progressivement le système à partir d'une abstraction non-temporelle afin de le valider progressivement et de distribuer la difficulté de la preuve en plusieurs étapes. L'introduction des aspects temporels ne se fait que lorsque cela est nécessaire lors du processus de développement prouvé. Nous avons validé cette approche sur des études de cas réalistes en utilisant les outils logiciels de démonstration formelle de la méthode B. / Critical application domains of computer science require the use of software engineering methods that ensure that the resulting systems behave according to their intended functionality. In this context, the Event-B method uses an approach based on stepwise refinement, starting with abstract, high-level models of the system under development. The system models corresponding to different levels of abstraction are related by precise and formally proved refinement relations. Our goal is to extend this approach to systems whose requirements include quantitative real-time aspects (properties and temporal constraints). In this way, we benefit from the established qualities of the B method, while extending its scope to real-time aspects that it does not yet cover. More specifically, we propose to introduce time constraints by refinement, respecting the overall approach of the B method, and to systematize our approach by the use of refinement patterns. Different time models are represented by generic patterns that can be reused for the development of concrete systems. In this way we can gradually develop the system from a non-temporal abstraction and progressively validate its correctness, distributing the burden of proof is over several refinement steps. Temporal aspects are introduced step by step and only when necessary. We validated this approach using several real-world case studies, using the software tools for formal proof developed for the Event-B method.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.