La complexité temporelle, logique et sémantique des systèmes multimédias et hypermédias rend nécessaire l'utilisation de techniques formelles permettant de spécifier ces systèmes et de vérifier, en préalable à leur conception, leurs propriétés logiques et temporelles. Cette thèse introduit une nouvelle technique de modélisation de systèmes multimédias et hypermédias basée sur le formalisme des réseaux de Pétri étendus par le temps. Ce modèle appelé Réseaux de Petri à Flux Temporels (RdPFT) permet de spécifier l'indéterminisme temporel intrinsèque aux systèmes distribués multimédias en associant un intervalle temporel aux arcs sortant des places d'un réseau de Petri. Les RdPFT introduisent de plus une sémantique formelle de la synchronisation en environnement faiblement synchrone. Cette sémantique formelle, définie à l'aide de 9 types de règles de tir pouvant être sélectivement associées aux transitions d'un RdPFT, permet de maîtriser l'indéterminisme de synchronisation introduit par la variabilité temporelle des traitements. Ainsi, les RdPFT permettent de modéliser de façon complète, précise et aisée les contraintes de synchronisation des systèmes multimédias. Cette thèse considère également la classe des RdPFT construits à l'aide des opérateurs de l'algèbre temporelle de Allen. Cette classe, appelée Réseaux de Petri Structurés à Flux Temporels (RdPSFT), permet une vérification aisée des propriétés temporelles d'un système multimédia et offre de plus des bases formelles pour la représentation abstraite des structures logiques et temporelles d'un système multimédia. Finalement cette thèse introduit une extension des RdPFT, appelée Réseaux de Petri Hiérarchisés à Flux Temporels (RdPHFT). Cette extension, bénéficiant de tous les acquis théoriques des RdPFT, permet de modéliser à l'aide d'un formalisme unificateur les composants d'un système hypermédia et introduit une sémantique formelle de la notion de synchronisatio n hypermédia. De plus les RdPHFT offrent un support méthodologique permettant une spécification modulaire et hiérarchisée des systèmes hypermédias, et plus généralement des systèmes "à contraintes temporelles"

Dans cette thèse, nous résolvons le problème de reconstruire simultanément une représentation de la géométrie du monde, de la trajectoire de l'observateur, et de la trajectoire des objets mobiles, à l'aide de la vision. Nous divisons le problème en trois étapes : D'abord, nous donnons une solution au problème de la cartographie et localisation simultanées pour la vision monoculaire qui fonctionne dans les situations les moins bien conditionnées géométriquement. Ensuite, nous incorporons l'observabilité 3D instantanée en dupliquant le matériel de vision avec traitement monoculaire. Ceci élimine les inconvénients inhérents aux systèmes stéréo classiques. Nous ajoutons enfin la détection et suivi des objets mobiles proches en nous servant de cette observabilité 3D. Nous choisissons une représentation éparse et ponctuelle du monde et ses objets. La charge calculatoire des algorithmes de perception est allégée en focalisant activement l'attention aux régions de l'image avec plus d'intérêt.

Dans le domaine de l'électronique embarquée, les applications de communications numériques et de traitement d'images imposent des contraintes de temps très fortes tout en admettant une limitation en ressources et performances des unités de traitement. La restriction quant à la mémoire utilisable peut être préjudiciable pour des domaines tels que le codage vidéo. Une solution pour atteindre les objectifs d'implantation temps-réel peut passer par une distribution sur une architecture matérielle parallèle. Cette problématique constitue le cadre de ces travaux. Plus précisément, il s'agit de développer un processus de prototypage rapide dédié aux architectures parallèles à base de plusieurs processeurs de traitement numérique du signal de dernière génération (FPGA, DSP). L'aspect optimisation du point de vue de la mémoire allouée est abordé ici de manière plus précise.<br />La chaîne de prototypage a été élaborée autour de SynDEx, outil développé à l'INRIA basé sur la méthodologie AAA. Cette dernière vise à améliorer l'implantation d'un algorithme sur une architecture multi-processeurs en déterminant une distribution et ordonnancement optimaux. SynDEx réalise la phase d'adéquation proprement dite, et génère un exécutif indépendant de la cible. Nous avons dans un premier temps contribué à l'automatisation du processus sur cible multi-processeurs, en rajoutant d'une couche fonctionnelle, et en développant de nouveaux noyaux spécifiques pour des processeurs de traitement numérique du signal.<br />Dans un contexte embarqué, nos préoccupations se sont ensuite penchées sur la minimisation de la mémoire pour le code généré. C'est un problème encore très ouvert pour des architectures multi-composants. La solution trouvée, grâce aux algorithmes de coloriage de graphe, aboutit à une amélioration significative des résultats d'implantation distribuée. Le portage vers des plates-formes multi-composants est aujourd'hui automatique, notamment en intégrant directement dans l'outil SynDEx l'optimisation mémoire.<br /> Une autre partie importante de ces travaux a concerné le développement et l'intégration, à travers notre processus de prototypage, d'applications conséquentes dans les domaines du traitement des images (MPEG-4, LAR) et celui des télécommunications (MC-CDMA, UMTS). Les résultats obtenus valident l'ensemble du processus proposé, et démontrent son adaptation à des systèmes globalement orientés traitement de l'information. Le mémoire se conclut en ouvrant sur de nouvelles perspectives, en s'intéressant notamment à des systèmes multi-couches réunissant des couches « transport » de télécommunication numériques et des couches « services » de traitement des images.

Cette thèse s'intègre dans le cadre du projet européen EUREKA "High Dynamic Range - Low NoiseCMOS imagers", qui a pour but de développer de nouvelles approches de fabrication de capteursd'images CMOS à haute performance. L'objectif de la thèse est la conception d'un système de visiontemps réel à grande gamme dynamique (HDR). L'axe principal sera la reconstruction, en temps réelet à la cadence du capteur (60 images/sec), d'une vidéo à grande dynamique sur une architecturede calcul embarquée.La plupart des capteurs actuels produisent une image numérique qui n'est pas capable de reproduireles vraies échelles d'intensités lumineuses du monde réel. De la même manière, les écrans, impri-mantes et afficheurs courants ne permettent pas la restitution effective d'une gamme tonale étendue.L'approche envisagée dans cette thèse est la capture multiple d'images acquises avec des tempsd'exposition différents permettant de palier les limites des dispositifs actuels.Afin de concevoir un système capable de s'adapter temporellement aux conditions lumineuses,l'étude d'algorithmes dédiés à la grande dynamique, tels que les techniques d'auto exposition, dereproduction de tons, en passant par la génération de cartes de radiances est réalisée. Le nouveausystème matériel de type "smart caméra" est capable de capturer, générer et restituer du contenu àgrande dynamique dans un contexte de parallélisation et de traitement des flux vidéos en temps réel

En fauteuil roulant d’athlétisme, l’amélioration des performances par la maximisation des forces transmises au fauteuil est souvent l’avenue préconisée. L’optimisation de la poussée est pourtant complexe. Plus de force fournie par l’athlète ne veut pas nécessairement dire plus de force efficace transmise aux roues pour faire avancer le fauteuil. Un prototype d’outil de mesure et de rétroaction temps réel a été conçu et validé afin de mieux comprendre et d’améliorer la technique de la poussée des athlètes en fauteuil roulant. La structure de la roue instrumentée a été fabriquée à la main avec de la fibre de carbone laminée sur une base de corecell. Un concept utilisant une plaque d’interface a été retenu. Pour la mesure, une cellule de force 6 axes JR3 a été utilisée entre la structure de la roue et la plaque d’interface. L’assemblage de ces 3 composantes (roue, cellule de force et plaque d’interface) permet la mesure de tous les forces et moments appliqués sur la roue par l’athlète. La roue a été conçue selon les dimensions (diamètre et épaisseur) d’une roue de fauteuil roulant de course standard afin d’être utilisée de façon interchangeable avec celle-ci. Une plateforme microcontrôleur Arduino Uno a été utilisée pour contrôler la lecture et l’émission des données de la cellule de force vers une base de réception (compact Rio). Un émetteur sans fil Xbee a été sélectionné pour l’envoi des données sans fil. Un circuit de conditionnement des signaux (décalage, gain, filtration) a été développé pour faire l’interface entre la cellule de force et le circuit du microcontrôleur. Le tout est alimenté par des batteries lithium-polymère régulées par un circuit d’alimentation développé spécifiquement pour ce projet. Le défi [de] majeur de ce projet a résidé dans la lecture, l’émission sans fil, la réception, l’affichage et l’enregistrement à haut débit et en temps réel des données de forces et de moments. Ce défi n’est d’ailleurs pas complètement atteint à l’heure de l’écriture de ce mémoire. Plusieurs propositions de solutions sont proposées à la fin du mémoire pour résoudre ce problème. Jusqu’à présent, le concept de roue instrumentée a été validé pour s’assurer que le [i.e. les] données mesurées soient bien transmis [i.e. transmises], reçues, enregistrées et affichées en temps réel. Le débit de communication a également été validé. La stabilité de la communication pose encore problème à l’heure actuelle. Il a été déterminé que tant que ce problème n’était pas réglé, il ne valait pas la peine d’investir trop d’effort dans la calibration du capteur. Ce problème de stabilité de la communication rend d’ailleurs le prototype non utilisable pour une campagne de mesure sur des athlètes en ce moment. De plus amples efforts devront être fournis afin de stabiliser la communication. Des suggestions sont formulées à ce sujet dans le chapitre 7 de ce mémoire.

Résumé: L’expression des gènes modifiés contribue à l’initiation et la progression du cancer. Malheureusement, les recherches actuelles s’attardent essentiellement à l’expression globale des gènes sans tenir compte des différentes isoformes des ARNm résultant de l’épissage alternatif, codant potentiellement pour des protéines de fonctions différentes. En effet, la haute similitude et la complexité des isoformes ARNm rendent la discrimination des isoformes laborieuse, raisons pour lesquelles l’épissage alternatif est historiquement étudié gène par gène. C’est la raison pour laquelle nous avons développé une méthodologie à haut débit pour la quantification des isoformes d’ARNm. Basé sur cette technique, cette Thèse présente une série d’évidences qui appuie l’hypoThèse selon laquelle certaines isoformes d’ARNm sont nécessaires à la tumorigénèse. Précédemment, des études bioinformatiques à grande échelle ainsi que des validations expérimentales à petite échelle ont révélé la présence d’isoformes spécifiques à certains types de cancers. Toutefois, ces conclusions ont été tirées à partir de tumeurs dont le contenu cellulaire est hétérogène. Or, il est bien connu que les niveaux des isoformes d’ARNm diffèrent largement en fonction du type cellulaire et il est possible que les différences observées dans des tumeurs entières soient des artéfacts résultant de la complexité cellulaire des tissus comparés. En nous basant sur le cancer de l’ovaire comme modèle, nos préparations homogènes de différents types cellulaires nous ont permis de révéler la présence d’isoformes associées au cancer indépendamment de l’hétérogénéité des tumeurs. Étonnamment, les changements les plus intéressants ne se retrouvent pas dans les cellules cancéreuses à proprement dites, mais dans les cellules "normales" en bordure de la tumeur. Notre analyse des facteurs de régulation de ces isoformes nous a permis d’affirmer que ces changements ne sont pas dûs à un dérèglement anarchique des cellules cancéreuses, mais découlent plutôt d’un programme destiné à avantager les cellules cancéreuses. Pour évaluer la fonction des isoformes d’ARNm, nous avons généralisé des outils moléculaires permettant de reprogrammer spécifiquement l’expression d’isoformes de gènes cible dans des lignées cellulaires cancéreuses. Ainsi, le criblage systématique d'isoformes d’ARNm de gènes cibles associés au cancer a permis de révéler leur caractère pro-cancer dans des essais in vitro. L'ensemble de ces travaux démontrent la contribution des isoformes d’épissage dans le développement des tumeurs solides. // Abstract: Cancer cells modify their gene expression pattern to promote tumor growth. Unfortunately, current research focuses almost exclusively on global gene expression changes, without taking into account the fact that the majority of genes produce multiple alternative splicing variants, which potentially code for proteins of different functions In fact, the main reason splicing isoforms are still studied on a gene by gene basis is because the high sequence similarity and complexity of mRNA isoforms make it very difficult to detect and quantify them. To overcome this difficulty, we developed a high-throughput methodology to accurately quantify splicing isoforms. This methodology has been applied in this thesis to generate evidence supporting a causal role for splicing isoforrns in the tumorigenesis of solid tumors. A few years ago, genome-wide bioinformatics predictions, and some experimental validations in human tissues, suggested the existence of cancer-specific splicing isoforms. However, these conclusions may be simply explained by the cellular heterogeneity of tumor. In fact, it is well established that alternative splicing is a cell type-specific process. To address this, we microdissected cancer tissues and demonstrated that some splicing isoforms are truly cancer-associated and independent of tumor cell type content. Surprisingly, the most interesting changes were found in the "normal" stromal cells surrounding the tumor and not within the cancer cells. Our analysis of splicing-factor expression changes using the same tissue set allowed us to confirm that these splicing shifts were not a random process, but rather part of a defined splicing program promoting tumor development. To evaluate the functional contribution of splicing isoforms, we developed molecular tools that modulate splicing of endogenous targets in cancer cell lines. We used these tools to decipher the pro-cancer properties of cancer-associated splicing isoforms using in vitro assays. Overall, this work demonstrated the contribution of splicing isoforms in solid tumor development.

La prise en compte de la complexité croissante des systèmes embarqués temps réel, le besoin de formalisation du processus de développement, les contraintes inhérentes de ces systèmes (ressources limitées et spécifiques, prédictibilité, correction) font qu'il est nécessaire de pouvoir disposer d'un support permettant une maîtrise fine du processus de développement et une gestion sûre des ressources utilisées par le système. L'utilisation des principes de génie logiciel doit permettre de répondre au défi de la maîtrise et de l'amélioration des processus de développement. L'intégration des techniques formelles doit permettre d'assurer la correction des applications produites. Dans les études présentées, nous nous intéressons aux architectures opérationnelles utilisant les services d'un exécutif multitâches. Dans ce cadre, nous avons plus particulièrement exploré deux thèmes. Le premier porte sur l'utilisation des langages SDL et IF et des techniques formelles par modélisation exhaustive pour assurer la correction des systèmes. Le deuxième porte sur l'utilisation du paradigme composant pour la structuration des politiques de gestion de la QdS dans un contexte fortement dynamique. Dans les premiers travaux, un premier niveau, dit de spécification, exprimé en SDL, permet de formaliser les propriétés attendues du système. Ensuite, on décrit, toujours à l'aide de SDL, l'architecture opérationnelle du système par instanciation de boîtes grises, décrivant le comportement des entités du système (tâches, routines). Les modèles IF correspondant fournissent une sémantique d'écoulement du temps. Enfin, les LTS, générés à partir de IF, servent de base à la validation et à la vérification du système. Pour la validation, il faut s'assurer que la mise en place de l'architecture opérationnelle n'aboutit pas à la perte ou à l'activation d'actions non souhaitées. Pour cela nous avons proposé une relation d'équivalence originale qui considère les phénomènes de mémorisation et de décalage temporels inhérent à l'implémentation. Pour la vérification des échéances, l'approche s'appuie sur un modèle réaliste, non abstrait, de l'implémentation (routines d'interruption, sémaphores, boîtes aux lettres, ...) et propose des règles de modélisation et d'abstraction pour contenir le phénomène d'explosion combinatoire (ordre partiel, priorité des tâches, modes de fonctionnement). La vérification, considérant un modèle fin du code, permet par la même occasion de traiter diverses propriétés de sûreté du code (pas de débordement des boîtes aux lettres, ...). Après avoir étudié les langages formels pour décrire et valider des architectures opérationnelles, nous nous intéressons à la structuration à base de composants pour la prise en compte de contraintes de QdS. Dans ce cadre, Fractal et son framework pour l'embarqué Think permettent de construire des systèmes flexibles et adaptables pour les systèmes embarqués. Notre proposition, notée Qinna, permet d'étendre ces modèles pour intégrer des politiques de gestion de la QdS liées à l'utilisation de ressources matérielles. Les expérimentations de Qinna nous ont amené à définir des principes de mise en œuvre, soit des compromis, effectué par le concepteur du système, entre un gaspillage de QdS (discrétisation du niveau de QdS contractualisé) et un nombre important d'opérations d'adaptation à réaliser par l'architecture (suivi de la variabilité des profils de QdS requis et des capacités des ressources matérielles, niveau de QdS contractualisé proche du niveau réel utilisé). Enfin, dans une dernière partie de perspectives, nous donnons des éléments pour étendre les études menées aux architectures applicatives et au plus généralement au problème du déploiement. Dans ce cadre, nous proposons des extensions pour le domaine des systèmes d'acquisition et de communication de données.

Dans le domaine de l'aéronautique, les systèmes embarqués ont fait leur apparition durant les années 60, lorsque les équipements analogiques ont commencé à être remplacés par leurs équivalents numériques. Dès lors, l'engouement suscité par les progrès de l'informatique fut tel que de plus en plus de fonctionnali- tés ont été numérisées. L'accroissement permanent de la complexité des systèmes a conduit à la définition d'une architecture appelée Avionique Modulaire Intégrée (IMA pour Integrated Modular Avionics). Cette architecture se distingue des architectures antérieures, car elle est fondée sur des standards (ARINC 653 et ARINC 664 partie 7) permettant le partage des ressources de calcul et de communication entre les différentes fonctions avioniques. Ce type d'architecture est appliqué aussi bien dans le domaine civil avec le Boeing B777 et l'Airbus A380, que dans le domaine militaire avec le Rafale ou encore l'A400M. Pour des raisons de sûreté, le comportement temporel d'un système s'appuyant sur une architecture IMA doit être prévisible. Ce besoin se traduit par un ensemble d'exigences temps réel que doit satisfaire le système. Le problème exploré dans cette thèse concerne la vérification d'exigences temps réel dans les systèmes IMA. Ces exigences s'articulent autour de chaînes fonctionnelles, qui sont des séquences de fonctions. Une exigence spécifie alors une borne acceptable (minimale ou maximale) pour une propriété temporelle d'une ou plusieurs chaînes fonctionnelles. Nous avons identifié trois catégories d'exigences temps réel, que nous considérons pertinentes vis-à-vis des systèmes étudiés. Il s'agit des exigences de latence, de fraîcheur et de cohérence. Nous proposons une modélisation des systèmes IMA, et des exigences qu'ils doivent satisfaire, dans le formalisme du tagged signal model. Nous montrons alors comment, à partir de ce modèle, nous pouvons générer pour chaque exigence un programme linéaire mixte, c'est-à-dire contenant à la fois des variables entières et réelles, dont la solution optimale permet de vérifier la satisfaction de l'exigence.

Catalytic cracking fractional colurnn is the most important production device for refining enterprises in China. Its main products are car gasoline and diesel fuel. The yield and quality of these two kinds of products decide directly the economie efficiency of enterprises. In order to increase the economic efficiency of enterprises, it is needed to better adjust and control the quality of car gasoline and diesel fuel. Because fluidized catalytic cracking unit (FCCU) is in closed state, it is impossible to observe actual production process manually. But if people cannot timely master product quality condition, it is impossible to adjust effectively the technological parameters in order to control product quality. But at present, it takes four hours to obtain quality level of products if using the method of manual sampling testing. If it is as this, production process cannot, based on the analyzed results, be timely adjusted. Therefore, developing the real-time product quality intellect forecasting and analysis system of fractional column and realizing forecasting and analysis on-line have important theoretic meaning and value in engineering application. This system can real-timely forecast product quality of fractional colurnn, and can also real-timely analyze the factors affecting the products. So, the adjustment oftechnological parameters is more targeted, and shortens adjustment time, and increases efficiency. It is no doubt that the economic efficiency will increase. The thesis, taking fractional colurnn of fluidized catalytic cracking unit (FCCU) as research target, with the aim of forecasting product quality level of fractional column, establishes quality forecasting model through the method of neural network, and speculates the critical technological parameters that are hard to measure or impossible to measure at all through the technological parameters that are easy to measure. The system first finishes interactive interface between control system and operator with the functions of dynamic display and real-time data acquisition through configuration software DCS (Distributed Control System), which can supervise, control, activate and manage the whole system. Then it will realize product quality forecasting of fractional colurnn through the method of combining utility function based on average level and neural network. Finally it will realize the analysis of factors affecting product quality through the method of combining fuzzy technology and neural network. The thesis, through system configuration and using neural network technology to forecast product quality of fractional colurnn and analyze the factors affecting product quality, combines fuzzy technology and neural network which play their respective advantages to finish the display and control of operation state of fractionation system and realize real-time forecasting and analysis. The online forecasting system of product quality of catalytic cracking fractional colurnn based on the method mentioned above is developed for many small and medium petrochemical enterprises. The aim is to transform the equipments under the present condition of small and medium petrochemical enterprises with no change in the hardware of the original DCS (Distributed Control System) of refining enterprises. Therefore, this system has many advantages such as small investment, short transformation time and easy realization, etc. Currently, this system has been tried on the fluidized catalytic cracking unit (FCCU) in Tianjin First Petrochemical Plant in China. The operating result shows that the value and laboratory value of dry point of car gasoline and solidifying point of diesel fuel forecasted real-timely in this model have better goodness of fit, satisfying the requirements of product quality index. The test result shows that the technical path and method using neural network technology to forecast product quality put forward in the thesis is feasible. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Catalytic cracking, Fractional column, Neural network

L’objectif de ce projet de recherche est de développer une technologie d’agents mobiles pour systèmes embarqués. Dans un premier temps, une plateforme d’agents mobiles pour systèmes embarqués homogènes est réalisée et, ensuite dans un deuxième temps, une application d’informatique diffuse qui exploite la mobilité du contexte d’exécution est mise en œuvre pour valider cette plateforme. La mobilité d’un agent est définie comme suit: son exécution est interrompue sur le nœud courant, appelé nœud source, ensuite les données représentant l’état de l’agent sont transférées du nœud source vers un nœud destination et enfin, arrivé au nœud destination, son exécution se poursuit là où elle avait été interrompue sur le nœud de départ. Cette opération, appelée migration du contexte d’exécution, est intégrée aux fonctionnalités d’un noyau temps réel, permettant ainsi la mobilité d’agents logiciels au sein d’une grappe de systèmes embarqués homogènes. Les applications visées par le projet relèvent du domaine de l’informatique diffuse et plus particulièrement de son application à l’espace intelligent.