Dissertationen zum Thema „Conception résiliente“

Partout, les populations ont besoin d’énergie pour subvenir à leur besoin et supporter leur développement. Ces travaux se concentrent sur l’accès à l’énergie électrique des zones isolées trop éloignées du réseau électrique principal pour y être connectées. Parmi elles, nous sélectionnons les zones à proximité d’une mer ou d’une rivière dont l’énergie hydrocinétique peut être récupérée et transformée en électricité par une hydrolienne. Les solutions technologiques disponibles sur le marché ne répondent que partiellement aux besoins spécifiques des communautés de ces zones isolées. L’objectif de la thèse est double : proposer une démarche de conception multicritère afin d’imaginer une solution de production énergétique compatible avec les enjeux de développement durable puis appliquer ladite démarche pour concevoir une solution hydrolienne pour micro-réseau isolé qui soit durable et résiliente. La démarche de conception repose sur la prise en compte dès les phases amont du projet de critères qualitatifs et quantitatifs liés aux durabilités technique, économique, environnementale et sociale. L’outil proposé aide le concepteur à dialoguer avec les différentes parties prenantes afin de cibler une solution de production électrique permettant un développement humain, économique, technique, de la communauté, à la fois ancré sur le territoire et respectueux de l’environnement. L’application de la démarche et de l’outil sur l’hydrolienne pour micro-réseau isolé amène au portrait-robot du système et de ses composants. Nous nous inspirons de la philosophie low-tech qui prône des technologies simples, durables, résilientes et accessibles. Nous avons esquissé les caractéristiques de la génératrice électrique de l’hydrolienne puis proposé un modèle analytique multi-physique et des coûts économiques, environnementaux pour un pré-dimensionnement optimisé. La machine est asynchrone à cage avec un bobinage étanche pour un refroidissement ouvert à eau, un banc de condensateur pour un fonctionnement autonome et une plage de vitesse élargie. Nous avons également étudié les effets du bobinage dentaire sur la génératrice asynchrone à cage. Finalement, nous sélectionnons les villages amazoniens de Guyane comme cas d’étude et en particulier la station de recherche CNRS des Nouragues. Nous appliquons la démarche de conception et pré-dimensionnons la génératrice avec les données disponibles avec les objectifs de maximisation du rendement énergétique ou de minimisation de la masse de la machine et des coûts économiques et environnementaux
Everywhere, populations need energy to satisfy their needs and support their development. This work focuses on access to electrical energy in isolated areas that are too far from the main electricity grid to be connected to it. Among them, we select areas near a sea or river where hydrokinetic energy can be harnessed and transformed into electricity by a hydrokinetic turbine. The technological solutions available on the market only partially meet the specific needs of communities in these isolated areas. The objective of the thesis is twofold: to propose a multi-criteria design approach in order to imagine an energy production solution compatible with the challenges of sustainable development, and then to apply this approach to design a hydrokinetic turbine solution for isolated micro-grids that is sustainable and resilient. The design approach is based on the consideration of qualitative and quantitative criteria related to technical, economic, environmental and social sustainability from the upstream phases of the project. The proposed tool helps the designer to dialogue with the various stakeholders in order to target an electricity production solution that allows for human, economic, technical and community development that is both anchored in the territory and respectful of the environment. The application of the approach and the tool on the hydrokinetic turbine for isolated micro-grids leads to a sketch of the system and its components. We have been inspired by the low-tech philosophy that advocates simple, sustainable, resilient and accessible technologies. We sketched the characteristics of the turbine's electrical generator and then proposed a multi-physical analytical model and economic, environmental and cost analysis for an optimized pre-sizing. The machine is a squirrel-cage induction machine with a waterproof winding for open water cooling, a condenser bank for autonomous operation and an extended speed range. We have also studied the effects of the tooth-coiled winding on the asynchronous generator. Finally, we selected the Amazonian villages of French Guiana as a case study and in particular the CNRS research station of Nouragues. We apply the design approach and pre-size the generator with the available data with the objectives of maximizing the energy efficiency or minimizing the mass of the machine and the economic and environmental costs

Face au constat des limites de la lutte contre les inondations, la vision de «Vivre avec» se développe. Il ne s’agit plus de rejeter l’eau mais de l’accepter sur le territoire et de s’y adapter. Cette approche stratégique ouvre la voie vers une vision positive du risque d’inondation qui permet d’envisager des opportunités liées aux inondations.Dans ce contexte du «Vivre avec», ce travail de thèse vise à théoriser et valoriser l’approche émergente que représente la démarche par l’opportunité pour la conception de villes éco-résilientes aux inondations. Ainsi, cette thèse examine en quoi :1. le concept d’opportunité constitue une démarche dans le cadre théorique des villes éco-résilientes aux inondations ;2. la démarche par l’opportunité constitue une méthode de conception et présente des avantages, une pertinence et un potentiel pour la conception de villes éco-résilientes aux inondations, notamment au vu de la gestion du risque plus courante.La recherche mise en œuvre a pour objet de formaliser la méthode de conception par l’opportunité au travers d’une représentation – une grille d’observation – afin d’en faciliter l’utilisation et la promotion. Pour communiquer mais surtout exploiter les résultats sur la méthode, une grille d’observation des stratégies associées à des projets urbains et paysagers pour la conception par l’opportunité est investiguée. Ce support tout particulièrement destiné aux concepteurs architecturaux, urbains et paysagers, est élaboré selon le principe d’une représentation sémantique. La cartographie sémantique correspond à l’outil méthodologique utilisé dans cette recherche. Elle permet d’explorer et de mettre en relation les multiples informations établies tout en les organisant pour une meilleure compréhension de leur complexité. Ainsi, la grille d’observation vient cartographier la méthode établie et constituer un support d’aide à la conception par l’opportunité.Les résultats obtenus de ce travail démontrent premièrement que d’une part, la démarche par l’opportunité présente un potentiel de conception face à la complexité des territoires inondables en milieu urbain. En agissant sur des notions diversifiées et proactives elle apparaît comme pertinente dans la balance entre phénomènes naturels et activités humaines. D’autre part, les démarches par le risque et par l’opportunité sont deux approches différentes mais complémentaires. Il ressort du travail cartographique que la conception de villes éco-résilientes aux inondations s’appuie sur un équilibre entre risque et opportunité.Ces résultats démontrent deuxièmement que la conception par l’opportunité correspond à une logique qui induit des cycles vertueux entre des caractéristiques paysagères (sols, végétations, etc.) et des flux fondamentaux (eau, énergie, déchets, nutriments, etc.) pour la production de bénéfices socio-éco-environnementaux. Elle a pour socle d’action de reconnecter les villes avec leur territoire en articulant et exploitant de manière multifonctionnelle, interdisciplinaire et pluritemporelle les synergies entre les éléments physiques du territoire urbain. Elle est particulièrement pertinente en ce qu’elle formule une nouvelle relation équilibrée pour le couple humain/systèmes hydro-écologiques et présente le potentiel d’un horizon sociétal innovant.En conclusion et synthèse, il est tout d’abord à retenir que la cartographie sémantique constitue un outil de recherche pertinent en ce qu’elle facilite le traitement et l’analyse de données complexes. Ensuite, la méthode théorisée, tout comme la grille d’observation élaborée, induit une évolution des pratiques de conception liées aux inondations. Enfin, cette thèse définit une base de travail théorique et pratique affinée, qui vient questionner le paradigme de la gestion du risque pour approfondir la recherche sur les villes éco-résilientes aux inondations et le «Vivre avec»
In recognition of the limits of the possibilities of combating floods, a vision of “Living With” floods is developing. The aim is no longer to resist water, but to allow it into the territory and adapt. This strategic approach opens the way to a positive vision of flood risk, in which the opportunities associated with floods can be envisaged.In this context of “Living With”, this piece of research seeks to theorise and promote the emerging method of opportunity-based design as applied to flood eco-resilient cities. This thesis therefore examines how:1. the concept of opportunity constitutes an approach within the theoretical framework of flood eco-resilient cities;2. the opportunity-based approach constitutes a method of design and offers advantages, relevance and potential for the design of flood eco-resilient cities, in particular by comparison with the most common method of risk management.The purpose of this thesis research is to formalise the method of opportunity-based design through a representational tool—an observation grid— in order to facilitate the use and promotion of such design. In order to communicate on —but above all to exploit the results— of the method, a grid for the observation of the strategies associated with urban and landscape projects for opportunity-based design is investigated. This instrument, in particular aimed at architectural, urban and landscape designers, is developed by means of a semantic map. Semantic mapping is the methodological solution employed in this research. It is used to explore and connect the multiple data collected, and to organise them so that their complexity can be understood. The observation grid therefore maps the method employed and constitutes a tool for implementation in opportunity-based design.On the one hand, the results obtained from this research demonstrate, first, that the opportunity-based approach offers potential for design in response to the complexity of urban flood territories. Through diversity and proactiveness, it would seem to be relevant in achieving the balance between natural phenomena and human activities. On the other hand, the risk-based and opportunity-based approaches are different but complementary. What emerges from the mapping process is that the design of flood eco-resilient cities entails a balance between risk and opportunity.Second, these results show that opportunity-based design reflects a logic that generates virtuous cycles between landscape features (soil, vegetation, etc.) and fundamental flows (water, energy, waste, nutrients, etc.) for the production of socio‑eco-environmental benefits. The basis of its action is to reconnect cities with their territories by articulating, in a multifunctional, interdisciplinary and multitemporal way, the synergies between the physical elements of urban territory. It is particularly relevant in that it formulates a new, balanced relationship between human and hydro-ecological systems and offers the potential for a new societal perspective.To sum up, the first important conclusion is that semantic mapping is an effective research tool in that it facilitates the handling and analysis of complex data. The second is that the method theorised, together with the observation grid developed, constitute a change in flood-related design practices. And finally, this thesis establishes a refined theoretical and practical starting point for challenging the risk management paradigm and pursuing further research into flood eco-resilient cities and into “Living With” floods

L'évolution des systèmes pendant leur vie opérationnelle est incontournable. Les systèmes sûrs de fonctionnement doivent évoluer pour s'adapter à des changements comme la confrontation à de nouveaux types de fautes ou la perte de ressources. L'ajout de cette dimension évolutive à la fiabilité conduit à la notion de résilience informatique. Parmi les différents aspects de la résilience, nous nous concentrons sur l'adaptativité. La sûreté de fonctionnement informatique est basée sur plusieurs moyens, dont la tolérance aux fautes à l'exécution, où l'on attache des mécanismes spécifiques (Fault Tolerance Mechanisms, FTMs) à l'application. A ce titre, l'adaptation des FTMs à l'exécution s'avère un défi pour développer des systèmes résilients. Dans la plupart des travaux de recherche existants, l'adaptation des FTMs à l'exécution est réalisée de manière préprogrammée ou se limite à faire varier quelques paramètres. Tous les FTMs envisageables doivent être connus dès le design du système et déployés et attachés à l'application dès le début. Pourtant, les changements ont des origines variées et, donc, vouloir équiper un système pour le pire scénario est impossible. Selon les observations pendant la vie opérationnelle, de nouveaux FTMs peuvent être développés hors-ligne, mais intégrés pendant l'exécution. On dénote cette capacité comme adaptation agile, par opposition à l'adaptation préprogrammée. Dans cette thèse, nous présentons une approche pour développer des systèmes sûrs de fonctionnement flexibles dont les FTMs peuvent s'adapter à l'exécution de manière agile par des modifications à grain fin pour minimiser l'impact sur l'architecture initiale. D'abord, nous proposons une classification d'un ensemble de FTMs existants basée sur des critères comme le modèle de faute, les caractéristiques de l'application et les ressources nécessaires. Ensuite, nous analysons ces FTMs et extrayons un schéma d'exécution générique identifiant leurs parties communes et leurs points de variabilité. Après, nous démontrons les bénéfices apportés par les outils et les concepts issus du domaine du génie logiciel, comme les intergiciels réflexifs à base de composants, pour développer une librairie de FTMs adaptatifs à grain fin. Nous évaluons l'agilité de l'approche et illustrons son utilité à travers deux exemples d'intégration : premièrement, dans un processus de développement dirigé par le design pour les systèmes ubiquitaires et, deuxièmement, dans un environnement pour le développement d'applications pour des réseaux de capteurs.

Les travaux menés dans le cadre de cette thèse consistent à développer un modèle permettant d'évaluer et d'améliorer la résilience d'un système de transport ferroviaire de masse. L'état de l'art des approches de quantification de la résilience a montré leurs limites quant à leur adéquation au système de transport ferroviaire de masse. Le système modélisé dans le cadre de cette étude se compose des quatre sous-systèmes respectivement de transport, d'énergie, de télécommunication et d'organisation. La caractérisation et la modélisation des interdépendances intra et inter sous-systèmes conduisent à mieux comprendre et étudier ce type de système. Des indicateurs de performance adaptés à ce système (le nombre de passagers arrivés à destination, le retard cumulé et la charge des passagers) permettent de quantifier la performance puis la résilience du système. Une application de ce modèle est proposée sur le réseau de transport ferroviaire de Paris. Par la suite, la modélisation des perturbations et des plans de gestion de crise ont permis d'évaluer l'impact/l'efficacité de ces plans de gestion pour les améliorer. A partir de ce modèle, un simulateur a été développé, et une procédure de mise en place d’une démarche de résilience de bout en bout dans un système de transport ferroviaire de masse est proposée. Les conditions d'exploitation sont intégrées dans les indicateurs topologiques des systèmes de transport que l'on trouve dans la littérature via le modèle. Les indicateurs de résilience ainsi obtenus se montrent plus pertinents que ces indicateurs topologiques usuels
This thesis aims to develop a model that assesses and improves the resilience of mass railway transportation system. A state of the art on resilience quantification approaches in sociotechnical systems reveals some limitations relative to their adequacy to the mass railway transportation systems. The model developed in this work is helping to give some answers to these limitations. We identify and develop four interrelated subsystems: transportation, power, telecommunication and organization subsystems. We also characterized and modeled these subsystems' interdependencies. This allows us to get insight into the system holistically. We also propose and quantify some performance indicators of this system. These performance indicators are used afterwards to quantify the resilience of the system. The number of passengers that reach their destination station, passenger delay and passenger load are performance indicators used in this work. The model is applied to the Paris mass railway transportation system. After modeling perturbations, we also assess the extent to which some crisis management plans are taken into account in the model. Then, a simulator has been developed, and an approach that aims to implement an end-to-end resilient system is proposed. Operating conditions of railway transportation system are incorporated into topological indicators of transportation systems found in the literature through the model. This allows us to show the relevance of these operating-conditions dependent indicators relative to the usual topological indicators of the studied network

La résilience est un phénomène qui suscite l’optimisme face aux répercussions de l’adversité, ce qui aura engendré une certaine exaltation intellectuelle dans les écrits sur le sujet. Sa popularité aura pris de l’ampleur, au point où les progrès auront devancé la synthèse et l’intégration des connaissances sur le sujet (Cicchetti et Garmezy, 1993; Lemay, 2006; Luthar et Cushing, 1999). La pluralité des points de vue à l’égard de la résilience rend la compréhension du phénomène difficile et son opérationnalisation empreinte de défis conceptuels et méthodologiques. Dans ce contexte, les travaux de recherche proposés contribuent à fournir des réponses aux différents besoins de mise en commun, de synthèse et de rigueur méthodologique évoqués par les experts dans le domaine (voir Luthar, Cicchetti et Becker, 2000; Walsh, Dawson et Mattingly, 2010). La résilience étant un phénomène dont les manifestations sont influencées par le contexte, il est pertinent d’explorer le phénomène auprès d’une population se trouvant au carrefour de multiples enjeux développementaux. En effet, les étudiants universitaires, situés pour la plupart dans la période de la l’âge adulte émergeant, se trouvent en continuité avec l’adolescence et en transition vers l’âge adulte (Masten, Burt, Roisman, Obradovic, Long et Tellegen, 2004). Plusieurs enjeux sollicitent leur adaptation, tels que la pression de performance, la nécessité de faire des choix de vie déterminants, ou encore les difficultés financières. Ceux-ci génèrent chez les étudiants universitaires de la détresse psychologique et constituent un obstacle à la réussite dans leurs études. La présente thèse vise donc à proposer un modèle théorique de la résilience des étudiants universitaires. Pour ce faire, la démarche se réalise à travers deux études. La première étude consiste en une méta-analyse ayant pour but de relever les facteurs saillants dans l’étude et l’évaluation de la résilience des étudiants universitaires, à partir des recherches empiriques de nature quantitative sur le phénomène. La seconde étude a pour objectif de valider ledit modèle de résilience auprès d’un échantillon d’étudiants universitaires québécois. Les résultats qui découlent des deux études permettent de proposer un modèle théorique de la résilience et de structurer les différentes variables impliquées dans le phénomène de résilience sous cinq grands facteurs : les ressources personnelles, les processus sociaux, la résilience (facteur de second ordre), l’adversité, et les issues de l’adaptation. Pour la première fois à notre connaissance, un modèle de résilience est proposé en se fondant sur les principes de la modélisation par équations structurelles et sur les trois grandes perspectives théoriques de la résilience. De ce fait, le modèle permet également de mieux comprendre l’importance relative de chaque facteur. Les résultats démontrent que le facteur de résilience regroupe les ressources individuelles et sociales et qu’il agit à titre de médiateur de la relation entre l’adversité et les issues de l’adaptation.
Resilience is a phenomenon inspiring optimism towards consequences of adversity, hence writings on the subject flourished. The popularity was such that progress outdistanced synthesis and integration of knowledge on the subject (Cicchetti & Garmezy, 1993; Lemay, 2006; Luthar & Cushing, 1999). The plurality in points of view about resilience hinders its understanding and challenges its operationalization, conceptually and methodologically. In this context, the proposed research aims at responding to the different needs of consolidation, synthesis, and rigor, as suggested by experts in the field (see Luthar, Cicchetti, & Becker, 2000; Walsh, Dawson, & Mattingly, 2010). As resilience is a phenomenon embedded in its context, it is interesting to focus one’s interest on a population being at the crossroads of multiple developmental tasks. Indeed, most of university students are located in the phase of emerging adulthood, in continuity with adolescence and adulthood (Masten, Burt, Roisman, Obradovic, Long, & Tellegen, 2004). Moreover, many challenges use their adaptation capacities, such as performance pressure, the need to make life choices, or financial hardship. Those lead to psychological distress in university students and constitute an obstacle to academic achievement. The current thesis hence seeks to propose a theoretical model of university students’ resilience. To do so, two studies were conducted. The first study consists in a meta-analysis summarizing factors identified as relevant in the study and assessment of university students’ resilience, from previous empirical research. The second study aims at validating the said model with a sample of Quebec university students. Results emerging from the two studies make it possible to structure the variables involved in the resilience phenomenon under five main factors: personal resources, social processes, resilience (as a second order factor), adversity and results (i.e. consequences of adaptation). To our knowledge, this is the first model using structural equation modeling and integrating the three main theoretical perspectives of resilience, namely as a trait, process, or result. For this reason, the model contributes to the understanding of the relative importance of each factor. Results show that the resilience factor groups individual and social ressources and mediates the relationship between adversity and outcomes of adaptation.

Aujourd’hui, les services Internet ainsi que les applications de l’informatique en nuage, ou “Cloud Computing”, sont hébergés au sein de grands centres de calculs et de stockage (datacenters). Les opérateurs de services “Cloud” (ou Cloud ServiceProvider (CSP)) s’engagent à fournir à leurs clients un haut niveau de disponibilité de leurs infrastructures et de fiabilité des données traitées. A cette fin, la duplication des applications et des données clients les plus massives peuvent-être amenées à se faire dans des datacenters distants. Du point de vue des CSPs, garantir un haut niveau de résilience doit se faire au moindre coût, tant en termes d’investissements matériel que de coûts opérationnels. L’opération coordonnée des services “Cloud” répartis sur plusieurs datacenters distants nécessite une connectivité performante et résistante aux pannes entre ces sites. A ce titre, la plupart des CSPs mettent en place un maillage de connections redondées à usage privatif louées auprès des fournisseurs de services Internet. A priori, un tel schéma de connectivité est coûteux, peu flexible, le délai d’inclusion d’un nouveau datacenter dans le maillage souhaité pouvant s’avérer prohibitif du point de vue de l’utilisateur final. L’objectif de cette thèse est donc d’assurer la résilience des connections inter-datacenter au moyen d’une approche qui soit à la fois suffisamment dynamique et d’un coût de mise en œuvre inférieur à la constitution d’un maillage de lignes louées auprès des opérateurs. Dans cette démarche, nous nous appuyons sur le fait que les datacenters sont souvent connectés par le biais de plusieurs opérateurs à Internet. Nous définissons alors une architecture réseau superposée (overlay), que nous désignons par "Kumori" (le terme Kumori signifie "nuageux" en japonais) permettant de détecter et de réagir rapidement à des pannes de liens ou de nuds sur Internet entre différents datacenters. Cet overlay se compose de points d’inflexion de routage placés en coïncidence avec des IXPs (Internet Exchange Points). L’architecture Kumori est supposée être supervisée par un contrôleur centralisé. Une fois l’architecture Kumori définie, nous cherchons à en évaluer les caractéristiques en termes de performance et de résilience dans un contexte le plus réaliste possible. Dans un premier temps, nous comparons les performances de l’architecture Kumori à celles de l’architecture RON (Resilient Overlay Network), une autre architecture visant à améliorer la résilience des connexions sur Internet. Nous cherchons ensuite à déterminer le gain en termes de résilience obtenu grâce à l’architecture Kumori vis-à-vis de l’architecture RON en évaluant le nombre de chemins divers pouvant être établis entre les datacenters de deux grands opérateurs de services“Cloud”: Amazon et Atos. A cette fin, nous constituons une représentation d’Internet sous forme d’un graphe orienté à partir de trois jeux de données publics. Les nuds de ce graphe représentent les points de présence géographiques des différents réseaux opérateurs sur Internet. Cela nous permet de prendre en compte les différences de taille entre ces réseaux. L’un des challenges les plus importants que nous avons rencontré lors de cette évaluation est lié à la taille très importante du graphe que nous avons manipulé et à la complexité algorithmique de la recherche de chemins disjoints que nous avons réalisée. Enfin, nous présentons une évaluation économique du coût d’opération de l’architecture Kumori afin d’en évaluer la pertinence économique
Nowadays, Internet services as well as applications delivered using Cloud Computing are hosted in large datacenters. The Cloud Service Providers (CSP) commit to give to their customers access to their infrastructures with a high level of availability. They also target a high level of reliability of the data processed in their computing infrastructure. In order to respect those commitments, CSPs replicate the applications they run and the associated data in remote datacenters. From a CSP’s perspective, ensuring a high level of availability and reliability must be achieved while keeping the operational and capital expenditures as limited as possible. The coordinated operation of cloud applications from a set of remote datacenters requires using a performant and resilient connection scheme. In that extend, most CSPs deploy a mesh of private protected links rented from Internet service providers between their datacenters. A priori, such a connection scheme is costly and poorly flexible. Besides,from a CSP’s point of view, including a new datacenter in the desired network is an expensive approach. The goal of this PhD thesis is to allow CSPs to ensure their datacenter interconnections’ resiliency using a flexible and affordable connection scheme. In that extend, we take advantage of the fact that datacenters are most of the time connected to the Internet through several Internet service providers. We design an overlay network architecture, referred as Kumori. Kumori stands for "cloudy" in Japanese. This architecture aims to detect and to react quickly to link or node failures affecting inter-datacenter communications over the Internet. This overlay consists in routing inflection points placed at Internet Exchange Points (IXP). The Kumori architecture is managed by a central controller. After the description of the Kumori architecture, we evaluate its characteristics in terms of performance and resiliency. First, we compare Kumori’s performance to the performance achieved by RON (Resilient Overlay Network), another overlay network architecture aiming at enhancing resiliency over the Internet. We then, characterize the resiliency benefits provided by the Kumori architecture. To do so, we evaluate the number of disjoint paths that it can establish between the datacenters of two CSPs: Atos and Amazon. For the sake of this evaluation, we build a directed graph representation of the Internet using three public data sources in which the graph nodes represent the various operators’ geographical points of presence (PoP). Our Internet representation allows us to take into account the differences between network operators in the Internet. One of the major challenges we faced during this evaluation is related to the very large size of the graph we obtained, and to the algorithmic complexity of the path diversity search algorithm. At last, we discuss an evaluation of Kumori’s costs of operation in order to evaluate the economical potential of this architecture

Cette thèse vise à la conception d'un environnement pour le calcul haute performance dans un cadre d'optimisation numérique. Les outils de conception et d’optimisation sont répartis dans plusieurs équipes distantes, académiques et industrielles, qui collaborent au sein des mêmes projets. Les outils doivent être fédérés au sein d’un environnement commun afin d'en faciliter l'accès aux chercheurs et ingénieurs. L'environnement que nous proposons, pour répondre aux conditions précédentes, se compose d’un système de workflow et d’un système de calcul distribué. Le premier a pour objectif de faciliter la tâche de conception de l'application tandis que le second se charge de l’exécution sur des ressources de calcul distribuées. Bien sûr, des services de communication entre les deux systèmes doivent être développés. Les calculs doivent être réalisés de manière efficace, en prenant en compte le parallélisme interne de certains codes, l’exécution synchrone ou asynchrone des tâches, le transfert des données et les ressources matérielles et logicielles disponibles (répartition de charge par exemple). De plus, l’environnement doit assurer un bon niveau de tolérance aux pannes et aux défaillances logicielles, afin de minimiser leur influence sur le résultat final ou sur le temps de calcul. Une condition importante en particulier est de pouvoir implanter des dispositifs de reprise sur erreur, de telle sorte que le temps supplémentaire de traitement des erreurs reste très inférieur au temps de re-exécution total. Dans le cadre de ce travail, notre choix s'est porté sur le moteur de workflow Yawl, qui présente de bonnes caractéristiques en termes i) d'indépendance vis à vis du matériel et du logiciel (système client-serveur pouvant fonctionner sur du matériel hétérogène) et ii) de mécanisme de reprise sur erreur. Pour la partie calcul distribué, nos expériences ont été réalisées sur la plateforme Grid5000, en utilisant jusqu'à 64 machines différentes réparties sur cinq sites géographiques. Ce document détaille les choix de conception de cet environnement ainsi que les ajouts et modifications que nous avons été amenés à apporter à Yawl pour lui permettre de fonctionner sur une plateforme distribuée
This thesis aims conceiving an environment for high performance computing in a numerical optimization context. The tools for conception and optimization are distributed across several teams, both academics and industrial, which collaborate inside a unique project. The tools should be federated within a common environment to facilitate access to researchers and engineers. The environment that we offer, in order to meet the above conditions, consists of a workflow system and a distributed computing system. The first system aims to facilitate the application design task while the latter is responsible for executing on distributed computing resources. Of course, communication services between the two systems must be developed. The computation must be performed effectively, taking into account the internal parallelism of some software code, synchronous or asynchronous task execution, the transfer of data and hardware and software resources available (e.g. load balancing). In addition, the environment should provide a good level of fault tolerance and software failures, to minimize their influence on the final result or the computation time. An important condition in particular is to implement recovery devices on error occurence, so that the extra time for error handling remains well below the total time of re-execution. As part of this work, our choice fell on the Yawl workflow engine, which has good characteristics in terms of i) hardware and software independence (client-server system that can run on heterogeneous hardware) and ii) error recovery mechanism. For distributed computing part, our experiments were performed on the Grid5000 platform, using up to 64 different machines on five geographical sites. This document details the design of this environment and the extensions and changes we have had to perform on Yawl to enable it to run on a distributed platform

Chaque année, plus de 400 catastrophes naturelles frappent le monde. Pour aider les populations touchées, les organisations humanitaires stockent par avance de l’aide d’urgence dans des entrepôts. Cette thèse propose des outils d’aide à la décision pour les aider à localiser et dimensionner ces entrepôts. Notre approche repose sur la construction de scénarios représentatifs. Un scénario représente la survenue d’une catastrophe dont on connaît l’épicentre, la gravité et la probabilité d’occurrence. Cette étape repose sur l’exploitation et l’analyse de bases de données des catastrophes passées. La seconde étape porte sur la propagation géographique de la catastrophe et détermine son impact sur la population des territoires touchés. Cet impact est fonction de la vulnérabilité et de la résilience du territoire. La vulnérabilité mesure la valeur attendue des dégâts alors que la résilience estime la capacité à résister au choc et à se rétablir rapidement. Les deux sont largement déterminées par des facteurs économiques et sociaux, soit structurels (géographie, PIB…) ou politiques (existence d’infrastructure d’aide, normes de construction…). Nous proposons par le biais d’analyses en composantes principales (ACP) d’identifier les facteurs influents de résilience et de vulnérabilité, puis d’estimer le nombre de victimes touchées à partir de ces facteurs. Souvent, les infrastructures (eau, télécommunication, électricité, voies de communication) sont détruits ou endommagés par la catastrophe (ex : Haïti en 2010). La dernière étape a pour objectif d’évaluer les impacts logistiques en ce qui concerne : les restrictions des capacités de transport existant et la destruction de tout ou partie des stocks d’urgence. La suite de l’étude porte sur la localisation et le dimensionnement du réseau d’entrepôt. Nos modèles présentent l’originalité de tenir compte de la dégradation des ressources et infrastructures suite due à la catastrophe (dimension résilience) et de chercher à optimiser le rapport entre les coûts engagés et le résultat obtenu (dimension efficience). Nous considérons d’abord un scénario unique. Le problème est une extension d’un problème de location classique. Puis, nous considérons un ensemble de scénarios probabilisés. Cette approche est indispensable à la considération du caractère très incertain des catastrophes humanitaires. L’ensemble de ces contributions a été confronté à la réalité des faits dans le cadre d’une application au cas des crises récurrentes du Pérou. Ces crises, essentiellement dues aux tremblements de terre et aux inondations (El Niño), imposent la constitution d’un réseau logistique de premiers secours qui soit résilient et efficient
Every year, more than 400 natural disasters hit the world. To assist those affected populations, humanitarian organizations store in advance emergency aid in warehouses. This PhD thesis provides tools for support decisions on localization and sizing of humanitarian warehouses. Our approach is based on the design of representative and realistic scenarios. A scenario expresses some disasters’ occurrences for which epicenters are known, as well as their gravity and frequency. This step is based on the exploitation and analysis of databases of past disasters. The second step tackles about possible disaster’s propagation. The objective consists in determining their impact on population on each affected area. This impact depends on vulnerability and resilience of the territory. Vulnerability measures expected damage values meanwhile resilience estimates the ability to withstand some shock and recover quickly. Both are largely determined by social and economic factors, being structural (geography, GDP, etc.) or political (establishment or not relief infrastructure, presence and strict enforcement of construction standards, etc.). We propose through Principal Component Analysis (PCA) to identify, for each territory, influential factors of resilience and vulnerability and then estimate the number of victims concerned using these factors. Often, infrastructure (water, telecommunications, electricity, communication channels) are destroyed or damaged by the disaster (e.g. Haiti in 2010). The last step aims to assess the disaster logistics impact, specifically those related to with: transportation flows capacity limitations and destruction of all or part of emergency relief inventories. The following of our study focuses on location and allocation of a warehouses’ network. The proposed models have the originality to consider potential resources and infrastructure degradation after a disaster (resilience dimension) and seek optimizing the equilibrium between costs and results (effectiveness dimension). Initially we consider a single scenario. The problem is an extension of classical location studies. Then we consider a set of probable scenarios. This approach is essential due to the highly uncertain character of humanitarian disasters. All of these contributions have been tested and validated through a real application case: Peruvian recurrent disasters. These crises, mainly due to earthquakes and floods (El Niño), require establishment of a first aid logistics network that should be resilient and efficient

Comme une sorte de revers de la médaille, la fin des « Trente Glorieuses » est marquée par la reconnaissance de la problématique environnementale et les crises pétrolières des années 1970. La première grande conférence de l'ONU consacrée à l'environnement humain à Stockholm en 1972 se déroule dans contexte où scientifiques, industriels et politiques s'interrogent sur les modalités permettant de créer un nouveau modèle de société. De la croissance « vertes » en passant par la décroissance, les propositions ne manquent pas. Depuis le Sommet de la Terre de Rio en 1992, c'est du côté du changement technique, de l'innovation et des industriels que tous les regards sont rivés aujourd'hui. Seulement, la doctrine de l'innovation environnementale et les méthodes en matière d'éco-conception restent fragiles.Depuis la Révolution industrielle, le secteur des revêtements de sol résilients, ou souples, accompagne l'évolution des modes de vie au sein des habitations et représente un symbole d'une société de consommation de masse. Aux proies aux controverses, nous nous proposons de décrire comment les industriels de ce secteur gèrent et intègrent la pression environnementale ; et en particulier comment, de fait, mobilisent-ils le processus d'innovation environnementale pour résister à cette pression
As a kind of a flipside of the coin, the end of the "Thirty Glorious Years" is marked by the recognition of environmental issues and the oil crises of the 1970s The first major UN conference dedicated to the Human Environment in Stockholm 1972 takes place in context where scientists, industrialists and politicians are questioning the methods for creating a new model of society. To The “Green Growth” to “degrowth”, proposals abound since this last decade. Since the Earth Summit in Rio in 1992, technical change, innovation and industry are the center of attention. But the doctrine of environmental innovation and methods for eco-design are still fragile.Since the Industrial Revolution, the sector of resilient floorings follows lifestyles whilst keeping its symbol of a society of mass consumption. Prey to controversies, we propose to describe how the industry manage and integrate environmental pressure; and especially how they mobilized the process of environmental innovation to withstand pressure

L’utilisation excessive des produits phytosanitaires provoque des problèmes de santé publique et environnementaux du fait de leur toxicité. Dans le cadre de ce travail de recherche interdisciplinaire entre géographie et agronomie, l’objectif est d’analyser la résilience des exploitations agricoles et leur capacité à faire face au changement des pratiques phytosanitaires. Pour y répondre, nous nous sommes basés sur la conception d’une méthode d’évaluation des pratiques phytosanitaires à différentes échelles spatiales et d’un modèle technico-économique d’optimisation des traitements phytosanitaires et de gestion des risques liés aux pesticides. Ce travail consiste à mettre à la disposition des acteurs du territoire des outils d’aide à la décision pour une gestion intégrée de l’usage des pesticides au niveau du bassin versant de l’étang de l’Or au Sud de la France. Cette étude est basée sur l’utilisation de plusieurs outils pluridisciplinaires : les techniques de programmation mathématique, d’analyse statistique et les Systèmes d’Informations Géographiques (SIG), en introduisant des indicateurs agri-environnementaux de pression phytosanitaire (IFT) et de risque de toxicité sur la santé de l’applicateur et sur l’environnement (IRSA, IRTE), ainsi que des indicateurs économiques. La combinaison de ces indicateurs définit les différentes catégories de résilience des exploitations agricoles et la capacité de leur système de production à faire face au changement de pratiques phytosanitaires. Ce concept de résilience, associé à l’analyse spatiale des indicateurs agri-environnementaux et économiques à l’aide d’un SIG, permet de mettre en place des outils génériques d’aide à la décision afin de trouver un compromis entre les différents acteurs pour faire face aux problématiques de l’iniquité spatiale et socio-économique de la pollution phytosanitaire diffuse. Les résultats d’analyse multi-échelle permettent la mise en place des stratégies de gestion des risques liés aux pratiques phytosanitaires en fonction de la vulnérabilité du milieu naturel sur un territoire et en assurant des résultats économiques convenables aux exploitations agricoles
The excessive use of plant protection products has caused public health and environmental issues dueto their toxicity. As part of this interdisciplinary research work between geography and agronomy, theobjective is to analyse the resilience of farms and their capacity to deal with the change of plantprotection practices. In order to answer this objective, our work is based on the design of a method forassessing plant protection practices at different spatial scales and on a technical-economic model foroptimising plant protection treatment and managing risks related to pesticides. This work consists inproviding territorial actors with decision-support tools for an integrated management of pesticide useat the “Etang de l’Or” catchment area in the South of France. This study is based on the use of severalmultidisciplinary tools: mathematical programming techniques, statistical analysis and GeographicInformation Systems (GIS), by introducing agri-environmental indicators for plant protection pressure(TFI) and risks of toxicity on the applicator’s health and on environment (IRSA, IRTE), and economicindicators. The combination of these indicators defines the different categories of farms resilience andcapacity of their production systems to deal with the change of plant protection practices. The conceptof resilience, combined with spatial analysis of agri-environmental and economic indicators usingGIS, allows implementing generic decision-support tools to find a compromise between the differentactors to deal with problems of spatial inequality and socioeconomic in term of phytosanitary diffusepollution. The results of multi-scale analysis allow implementing management strategies of risksrelated to plant protection practice based on the vulnerability of the natural environment on a territoryand ensuring suitable economic outcomes to farms

La qualité de service (QoS), liée au partage des ressources, prend tout son sens dans le cadre des réseaux multimédias. L'intégration de celle-ci dans les protocoles de routage, nécessite la prise en compte des phénomènes de congestion. Cela a favorisé l'apparition du protocole MPLS (Multi Protocol Label Switching). Cette nouvelle technologie, grâce à son routage par LSP (Label Swithed Path), permet une gestion plus fine des ressources disponibles dans le réseau. Nous traitons en première partie de ce travail le problème du routage des LSPs dans les réseaux IP/MPLS. Nous en formulons une modélisation originale qui tient compte de la QoS. Nous proposons aussi une heuristique de résolution (ILSP-OLS-ACO) qui gère un grand nombre de contraintes opérationnelles, tels que la bande passante, les contraintes d'affinités ou de sécurité sur les LSPs. Celle-ci fournit des solutions quasi-optimales tout en permettant le passage à l'échelle (grands réseaux, milliers de LSPs). La deuxième partie de notre travail concerne la conception optimale de topologie d'accès. L'originalité de l'approche réside dans le fait de prendre en compte le trafic générés par les clients ainsi que les coûts des équipements. Nous élaborons une modélisation basée sur la programmation linéaire en nombres entiers. Nous proposons pour la résoudre une méthode exacte basée sur des techniques de « Branch and Cut ». Nous proposons aussi une heuristique combinant une technique de « clustering » et une technique de recherche locale, qui permet d'obtenir très rapidement des solutions quasi-optimales.

A notre ère de l'industrie des services, des systèmes d'information jouent une place prépondérante. Ils tiennent même parfois une position vitale pour les entreprises, les organisations et les individus. Les systèmes d'information sont confrontés à de nouvelles menaces de sécurité continuellement ; celles-ci sont de plus en plus sophistiquées et de natures différentes. Dans ce contexte, il est important d'empêcher les attaquants d'atteindre leurs résultats, de gérer les failles inévitables et de minimiser leurs impacts. Les pratiques de sécurité doivent être menées dans un cadre d'ingénierie ; l'ingénierie de la sécurité doit être améliorée. Pour cela, il est proposé de développer des approches systémiques, innovantes sur de larges spectres et qui fonctionnent sur plusieurs axes ensemble, en améliorant l'expérience utilisateur. Notre objectif est de traquer et résoudre de façon conjointe les problèmes de la sécurité, de l'utilisabilité et de la résilience dans les systèmes d'information d'entreprise. Dans cette thèse, nous positionnons les systèmes sociotechniques au regard des systèmes d'information des entreprises et des organisations. Nous traitons les paradigmes de systèmes sociotechniques et nous nous recentrons sur les corrélations entre la sécurité, l’utilisabilité et la résilience. Une étude de cas illustre l'approche proposée. Elle présente l'élaboration de design patterns (modèles de conception) pour améliorer l'expérience utilisateur. La thèse se termine par une discussion globale de l’approche, ainsi que par des perspectives de recherche
In our era of the service industry, information systems play a prominent role. They even hold a vital position for businesses, organizations and individuals. Information systems are confronted with new security threats on an ongoing basis; these threats become more and more sophisticated and of different natures. In this context, it is important to prevent attackers from achieving their results, to manage the inevitable flaws, and to minimize their impacts. Security practices must be carried out within an engineering framework; Security engineering needs to be improved. To do this, it is proposed to develop systemic approaches, innovative on wide spectra and that work on several axes together, improving the user experience. Our goal is to jointly track down and resolve issues of security, usability and resiliency in enterprise information systems. In this doctoral thesis, we position sociotechnical systems in relation to the information systems of companies and organizations. We address paradigms of sociotechnical systems and refocus on the correlations between security, usability and resilience. A case study illustrates the proposed approach. It presents the development of design patterns to improve the user experience. The thesis concludes with an overall discussion of the approach, as well as research perspectives

Souvent négligées dans les pratiques urbanistiques, la thèse explore les formes de représentations des aspects sensibles de l'habiter mobilisables dans un processus de conception urbaine. À travers deux enquêtes de terrain nous montrons comment les habitants participent à la production d'un espace public créatif et résilient. Par espace public nous entendons sa double filiation théorique : lieu physique et espace politique. Nous ciblons l'observation sur les processus de transformation des lieux publics à travers la modification des usages et des significations que ces lieux ont pour les habitants. Nous traitons également l'espace public comme le lieu du débat politique, de la rencontre et du conflit dans la forme d'une pratique démocratique. Cet espace public particulier sera nommé : « espace public spontané ». Il est public et aussi spontané : il n'est pas conçu à l'avance, il n'est pas prémédité ou planifié. Lorsqu'il surgit spontanément, il peut disparaître de la même manière. Il est produit à partir des conditions et des vécus locaux. Une enquête ethnographique dont l'objet porte sur les espaces publics et sur les perceptions issues de l'expérience vécue et perçue par les habitants et les communautés, donne une intentionnalité à l'analyse de l'expérience sensible, car elle ne se limite pas aux dimensions de l'expérience sensible mais intègre également des aspects observés ou bien relevés par les habitants. Après le tremblement de terre et le tsunami du 27 février 2010 au Chili, nous avons remarqué comment dans une situation de bouleversement et de reconstruction des espaces de représentation, la dimension sensible joue un rôle clé. La situation catastrophique est génératrice d'espaces publics spontanés, elle génère un engagement pratique des habitants, mobilise des réactions sensibles et exacerbe le caractère hospitalier et résilient de l'espace public. À partir de l'étude de deux cas concrets, illustré par le campement d'urgence El Molino de Dichato et par la ville de Talca après la catastrophe, nous avons ciblé l'observation sur les pratiques d'implication des habitants pendant tout le processus de reconstruction de leur environnement, de leurs espaces publics et privés, ainsi que de leurs sphères d'intimité. Ces pratiques englobent l'ensemble des actions des habitants, depuis leurs actions les plus spontanées et éphémère visant à faire face à la reconstruction, à l'état d'urgence et aux vulnérabilités générées par les situations post-catastrophe, jusqu'aux actions les plus formalisées. Nous voulons compléter la compréhension d'une conception urbaine « participative » par cette notion d'investissement d'un espace public spontané, vécu comme un tiers inclus et capable d'introduire dans le débat des variables sensibles. Cette recherche donne lieu à des interrogations sur la conception urbaine en tant qu'espace commun d'expression, d'entendement et de traduction des aspects sensibles de l'expérience des habitants, où la distinction existante entre expert et novice peut être surpassé
Often neglected by the practice of urban planning, this thesis explores the forms of representation of the sensitive aspects of urban life in a process of urban design. Through two field surveys we show how the inhabitants participate in the production of a creative and resilient public space. By public space we understand its double theoretical filiation: physical and political. We target the observation in the transformation processes of the public places through the modification of the practices and the meanings that these places have for the inhabitants. We also handle the public space as the place of the political debate, the meeting and the conflict in the shape of a democratic practice. This particular public space will be named: “spontaneous public space”. It is spontaneous, because it is not designed and it is not planned. As it appears spontaneously, it can disappear in the same way. It is produced from real-life experiences and from local conditions. An ethnographical field survey focused on the experiences and perception of public spaces by the inhabitants and the communities, give an intentionality to the analysis of the sensitive experience, because it does not limit itself to the dimensions of the sensitive experience but integrates what is observed or either found by inhabitants. After the earthquake and the tsunami that occurred on February 27, 2010, off the coast of south-central Chile, we noticed how in a situation of upheaval and reconstruction of the spaces of representation, the sensitive plays a key-role. The catastrophic situation generates spontaneous public spaces; it generates a practical commitment of the inhabitants, mobilizes sensitive reactions and makes the public space more hospitable and resilient. From the study of two concrete cases -corresponding to the emergency camp El Molino of Dichato and to the city of Talca after the disaster- we focus the observation in the practices of implication of the inhabitants during all the process of reconstruction of their public and private spaces as well as their intimate spheres. These practices include all the actions of the inhabitants, from their most spontaneous and short-lived actions to face the reconstruction and the state of emergency and vulnerability of the situation post-disaster, to the most formalized actions. We want to complete the idea of a “participative” urban design with the notion of a spontaneous public space - autonomous of the participative plans - as an inclusive third space capable of introducing sensitive aspects in the debate. This research gives rise to questioning the urban design as a common space of expression and understanding, where the decoupling existing between the expertise and the novice can be surpassed

Le constat actuel concernant les projets de construction ou de rénovation de bâtiments est la persistance d’un niveau substantiel de non qualité des ouvrages qui vient à l’encontre des objectifs de développement durable de la filière. Pour preuve, les conditions d’usage des bâtiments sont dégradées, les coûts de réparation sont significatifs et l’empreinte environnementale du bâti peine à se réduire. Ces observations sont révélatrices de l’imperfection du processus de production des projets de construction. En effet, ce processus de production a pour finalité de mettre en œuvre des procédés constructifs dont l’intégration fournit des fonctions dites d’usage. Chacune de ces fonctions se décline alors en performances dont le niveau effectif, sur l’ensemble du cycle de vie du bâtiment, dépend de la qualité de mise en œuvre. La présente thèse s’est focalisée, premièrement, sur la quantification d’un indicateur de réussite d’un projet de construction. Pour ce faire, une modélisation de la dynamique du processus de production d’un bâtiment a été entreprise, en tenant compte des perturbations auxquelles il est assujetti, afin de quantifier, de manière prospective, l’écart entre le niveau effectif d’une performance et son niveau souhaité au cahier des charges fonctionnelles. Deuxièmement, à l’échelle d’une performance, la modélisation du processus de production a permis de formaliser une fonction de récupération dépendant des ressources allouées à une opération. Ainsi, avec la proposition d’expressions mathématiques décrivant la dégradation puis la récupération d’une performance, l’analyse de ce qui pourrait s’apparenter au processus globale de résilience, à l’échelle d’un bâtiment a été initiée. En guise d’illustration, deux solutions de réalisations de façades ont été analysées. Une analyse de sensibilité de la « satisfaction » du projet est, alors, conduite en fonction de paramètres comme la compétence du constructeur, la complexité des procédés constructifs ou les ressources allouées
It is widely observed that construction and renovation projects suffer poor quality in the case of buildings, for instance. This is a major drawback as it affects the sustaining development goals of the building industry. Often, the subsequent conditions of service do not meet the normative standards; the costs for renovating the buildings are significant high, and the carbon footprint increases. They result in imperfections of the whole process related to construction projects. In fact, the production process is intended integrate architectural elements and structural components by putting them together adequately with the purpose of providing functions defined as «building features». Each of these features is then expressed as performances whose level, spanning the whole life cycle of the building, depends on the quality of its implementation. The present thesis focuses, in a first part, on the quantification of a « satisfaction index » of any construction project. For this purpose, a dynamic production process modeling a building has been developed; it takes into account disturbances in order to predict quantitatively the gap between the effective performance level and the required and targeted level. In a second part, considering a given performance level, the production process modeling aims to develop « recovery functions » depending on the allocated resources. Therefore, hypothetic mathematical expressions are adopted in order to describe the deterioration and the recovery of a performance level. A theoretical approach is also developed; it is adapted by analogy with global resilience process, at the scale of a building scale. For illustrative and comparative purposes, two kinds of constructive methods, for exterior walls (façade) are considered. A sensitivity study of the project’s « satisfaction index» is then performed out according to parameters such as constructor’s know‐how and past experience, constructive process complexity as well as allocated and available resources

De nos jours, nous attendons des systèmes de systèmes d'être plus que simplement fonctionnel, mais aussi fiable, de préserver leurs performances, de mener les actions requises et, surtout, d'anticiper d'éventuelles défaillances. La résilience fait partie des nombreuses approches d'évaluation de la fiabilité. Elle est directement liée aux conséquences de perturbations et incertitudes. Il s'agit des conséquences en cas de perturbations et des incertitudes associées. La résilience est définie comme la capacité des systèmes à résister à une perturbation majeure selon paramètres de dégradation et à récupérer dans un délai, des coûts et des risques acceptables. Dans cette thèse, deux approches complémentaires sont proposées pour tenter d'analyser la résilience structurelle des systèmes de systèmes. La première est liée à l'extensibilité qui est une caractéristique des systèmes de systèmes puisqu'ils sont en continuelle évolution. L'un des principaux objectifs est d'évaluer la résilience structurelle en tenant compte de l'aspect dynamique et moyennant une évaluation de l'interopérabilité. D'autre part, un examen de la structure d'un système de systèmes et des flux internes représente la deuxième approche. Cela conduit à une évaluation de la résilience structurelle grâce à un ensemble d'indicateurs. Les deux approches proposées sont déterministes et peuvent être utilisées pour évaluer l'état courant de la structure du système de systèmes ou pour anticiper sa résilience dans des scénarios futurs. Un démonstrateur a été développé pour l'évaluation de la résilience structurelle. Dans la considération de territoires, il a servi à l'évaluation d'infrastructures industrielles réelles selon une approche systèmes de systèmes
Nowadays, we expect of SoS (systems-of-systems) more than just to be functional, but also to be reliable, to preserve their performance, to complete the required fonctions and rnost importantly to anticipate potential defects. The relationship with resilience is among the numerous perspectives tackling reliability in the context of SoS. It is about the consequences in case of disturbances and associated uncertainties. Resilience is defined as the ability of systems to withstand a major disruption within acceptable degradation parameters and to recover within an acceptable time, composite costs and risks. In this thesis, two complementary approaches are proposed in an attempt to analyze SoS structural resilience. First is related to extensibility which is a specific characteristic of SoS as they are in continuous evolvement and change. A major focus is to evaluate SoS structural resilience with regards to its dynamic aspect and through interoperability assessment. On the other hand, a consideration of the SoS structure and inner workflow pathways represents the second approach. This perspective leads to structural resilience assessment through a set of indicators. Both proposed approaches are deterministic and can be used to evaluate the current state of SoS structure or to anticipate its resilience in future scenarios. Futhermore, a prototype is designed in order to process the structural resilience assessment. Considering spatial objects, it has been used to conduct experiments on real-based industrial infrastructures approached as SoS

La prise en charge des flux des patients, en particulier les flux récurrents et consécutifs à des crises sanitaires (grippes, canicules, situations exceptionnelles) est l'un des problèmes les plus importants auquel les services des urgences (SU) doivent faire face. Pour gérer cet afflux de patients, les services des urgences nécessitent des ressources humaines et matérielles importantes, ainsi qu'un degré élevé de coordination entre ces ressources. Dans ces conditions, le personnel médical se voit confronté très fréquemment à des situations de tension qui compliquent très fortement sa tâche. L‘objet de cette thèse est de contribuer à l’amélioration de la gestion des situations de tension se produisant dans un service d’urgence en proposant un système d’aide à la décision, SAGEST (Système d’Aide à la décision pour la GEstion des Situations de Tensions), permettant i) le pilotage proactif du SU : prévision à court et/ou moyen terme de l'apparition de situations de tension et l'évolution du flux patients et la proposition d'actions de correction afin d'éviter l’occurrence de ces situations et ii) le pilotage réactif dans le cas où l'occurrence de la situation de tension n'a pas été détectée. Une architecture fonctionnelle du système SAGEST, s'appuyant sur le processus décisionnel du responsable du service d'urgence, est proposée. Les méthodologies et les modèles utilisés dans la construction des principales fonctions et de la base de connaissances sont décrits. Enfin, les résultats d’application des différents modèles du système SAGEST pour le service d’urgence pédiatrique (SUP) du centre hospitalier régional universitaire du Lille sont présentés et discutés
The management of patient flow, especially the flow resulting from health (flu, heat waves and exceptional circumstances) is one of the most important problems to manage in the emergency department (ED). To handle the influx of patients, emergency departments require significant human and material resources, and a high degree of coordination between these resources. Under these conditions, the medical and the paramedical staffs are often confronted with strain situations which greatly complicate their task. The main purpose of this thesis is to contribute to improving the management of situations of tension occurring in the emergency department by providing a decision support system, SAGEST. This DSS allows i) a proactive control of the ED: predicting at short and/or medium-term the occurrence of potential strain situations and proposing corrective actions to prevent the occurrence of these situations, ii) a reactive control in the case of no-detection of the strain situation occurrence. A functional architecture of the SAGEST system, based on the manager’s decision making process is proposed. Used methodologies and models embedded in the main functions and the knowledge base of the SAGEST system are described. Finally, experiments and results of different models of SAGEST system applied to the paediatric emergency department (PED) of the Regional University Hospital of Lille are presented and discussed

Depuis 2005, la France reconnaît le droit des enfants handicapés à être scolarisés dans leur école de quartier. Cette recherche, conduite de 2014 à 2017, s'intéresse aux expériences scolaires des enfants malvoyants et aveugles en France, permettant de comprendre les impacts de ces changements législatifs. Plus spécifiquement, elle s'attache à comprendre comment le bien-être des élèves est défini dans ce cadre, tant par les élèves que par les acteurs médico-sociaux et les enseignantes ; les ressources négociées et mobilisées par les élèves pour améliorer leurs conditions scolaires ; ainsi qu'à proposer des manières dont les technologies éducatives d'assistance peuvent être conçues et utilisées dans une perspective d'inclusion. Pour ce faire, il est proposé d'explorer comment le tournant sensoriel peut permettre de concevoir des dispositifs techniques et didactiques inclusifs
Since 2005, France recognizes the right of children with disabilities to attend their neighborhood mainstram school schools. This research, conducted from 2014 to 2017, focuses on the school experiences of visually impaired and blind children in France, in order to understand the impacts of this legal evolution. More specifically, it seeks to understand how student well-being is defined in this context, both by students and by health, care, social and educational workers; the resources negotiated and mobilized by students to improve their schooling conditions; and to propose ways in which assistive educational technologies can be designed and used in inclusive schooling. To achieve this, it explores how the sensory turn can help to design inclusive technical and didactic devices

Ce travail porte sur la caractérisation des mécanismes de rupture, ductile et fragile, de matériaux tubulaires utilisés pour la fabrication de générateurs de gaz pour airbag. Lors d’un accident, le coussin d’un airbag est gonflé en quelques millisecondes par un générateur de gaz. En cas de défaillance de ce dernier, un mode de rupture ductile doit être assuré jusqu’à des températures de -60°C. Un essai Charpy sur éprouvette anneau a été proposé pour quantifier le risque de rupture fragile des matériaux des générateurs de gaz. Cependant, cette modification de l’essai Charpy soulève deux problématiques : dans quelle mesure cet essai permet de caractériser la transition ductile-fragile et comment déduire le risque de rupture fragile d’un générateur de gaz en fonctionnement à partir des résultats des essais Charpy ? Pour répondre à ces questions, une approche combinant essais et simulations numériques a été mise en place. Différents essais ont été développés afin de caractériser le comportement et l’endommagement ductile du matériau de l’étude. Une approche locale de la rupture ductile a été adoptée pour la modélisation. Ensuite, une campagne d’essais Charpy sur anneau effectuée pour des températures comprises entre -160°C et 23°C a permis de caractériser la transition ductile-fragile. Une étude numérique de cet essai a été menée puis couplées aux essais Charpy, cela a permis de mettre en place une modélisation de la rupture fragile. Le risque de rupture fragile des éléments structuraux de générateurs de gaz est enfin évalué. L’influence du procédé de fabrication sur le risque de rupture fragile a aussi été étudiée
This work deals with the characterization of the ductile and brittle failure mechanisms of tubular materials used for the manufacture of airbag gas generators. During a crash, airbag cushion is inflated in a few milliseconds by a gas generator. In case of gas generator failure, a ductile failure mode must be ensured up to temperatures of -60°C. A Charpy ring test has been proposed to quantify the risk of brittle failure of gas generator materials. However, this modification of the Charpy test raises two issues: to what extent does this test allow to characterize the ductile-fragile transition and how can the risk of brittle failure of an operating gas generator be deduced from the results of the Charpy test? To answer these questions, an approach combining experiments and numerical simulations was implemented. Various experimental configurations were developed in order to characterize material behavior and ductile damage. The ductile failure is modeled with a local approach. Then, ductile to brittle transition was characterized by a Charpy ring test campaign performed for temperatures between -160°C and 23°C. A numerical study of this test was carried out. Coupled with the Charpy tests, it allowed to set up a model of the brittle failure. The risk of gas generators brittle failure is finally evaluated. The influence of the manufacturing process on the risk of brittle failure was also studied