Dissertations / Theses on the topic 'Ordonnancement coopératif'

Le but de cette thèse est de développer un outil d'ordonnancement adapté aux contraintes et objectifs des industries agroalimentaires. Ce dernier repose sur deux composantes: Dans la première dédiée à la partie fabrication, l'idée est de construire un ordonnancement pas à pas: On procède d'abord à un filtrage pour déterminer un sous-ensemble pertinent de tâches pouvant être exécutées compte tenu de l'aspect de péremption. Cela est suivi par une synchronisation entre les phases amont et aval, à travers un processus de négociation de contraintes basé sur des implications logiques sur les intervalles. Un système local d'ordonnancement multi objectif permet ensuite de sélectionner parmi les opérations résultant de la filtration et de la synchronisation, celle qui présente le meilleur compromis entre les différents critères retenus en industrie agroalimentaire. Dans la deuxième composante de cet outil, on propose d'abord de contrôler et de réguler la production au niveau du poste de conditinnement selon l'évolution des commandes. On présente ensuite une approche évolutionniste afin d'ordonnancer le poste de conditionnement qui présente des contraintes de changements d'outil très fréquents.

L'objet de cette étude est la définition d'un cadre pour assister le travail coopératif. L'approche est composée de 4 axes permettant de définir une organisation adéquate des activités. L'axe 1 concerne la structuration des activités : analyse des dépendances, regroupement et/ou décomposition, planification des groupes de travail. L'axe 2 concerne la caractérisation des activités : définition des rôles interactionnels et gestion des interfaces. L'axe 3 concerne l'évaluation d'une organisation de travail : estimation des durées, charges et coûts. L'axe 4 concerne l'optimisation d'une organisation : mise en œuvre de différentes stratégies d'exécution des activités. Des méthodes principalement issues de la théorie des graphes, des techniques de partitionnement et d'évaluation de performance sont proposées pour chaque axe. Un outil logiciel implémentant ces propositions a été développé. Il offre un support pour l'aide à la décision, le contrôle dynamique des processus coopératifs,. .
The object of this study is the definition of a framework which assists cooperative work. The approach is composed by 4 axes which enable to define an adequate organization of the co-operative activities. Axis 1 relates to the structuring of the activities: analysis of dependences, gathering and/or decomposition in tasks, workgroups scheduling. Axis 2 relates to the characterization of the activities: definition of the roles and management of the interfaces. Axis 3 relates to the work organization evaluation: estimate of the lead times, loads and costs. Axis 4 relates to the work organization optimization: implementation of various solutions for activities organization and execution. Methods resulting from the graph theory, partitioning techniques and performance evaluation are proposed to support each axis. A software tool was developed to implement these proposals. It gives a support for the decision-making in management, the dynamic control of the cooperative processes. .

Les systèmes cellulaires modiles WiMAX ont pour objectif de fournir des services multimédias à haut débit à n'importe quel moment, n'importe quel endroit avec un prix abordable. La combinaison d'orthogonale accès multiples (OFDMA) et le relais en Wimax donnent plusieurs opportunités pour des réseaux moins coûteux et plus performances. La norme Wimax 802.16j élargit non seulement la couverture de la cellule, mais aussi augmente le débit moyen des utilisateurs. Plusieurs recherches de cette norme ont été publiées afin d'optimiser la performance du réseau. Cependant, lorsque nous étudions les architectures existantes du Wimax 802.16j standard et leur rendement, nous nous sommes aperçus que le débit du système pourrait être encore amélioré à l'aide de la réutilisation de fréquence. Dans la première partie de ce travail de recherche, nous avons examiné l'architecture existante de la norme 802.16j. Le débit total du système est légèrement plus élevé dans ces architectures que dans la norme sans relais. Afin d'améliorer le rendement du système de cette norme, nous avons proposé une nouvelle architecture de cette norme avec réutilisation de fréquence et de la technique de sectorisation. Le débit total augmente fortement dans notre approche comparant aux études existantes. Dans la deuxième partie, nous avons étudié l'impact de l'interférence dans notre modèle de relais. Les résultats de simulation montrent que les SINR de station mobile augmentent très légèrement. Cet impact d'interférence est assez faible et pourrait être négligeable. Nous concluons que notre proposition fournit toujours une meilleure performance. Dans la troisième partie, nous avons proposé une nouvelle approche d'allocation de ressources en liaison descendante afin de garantir les mêmes qualités de service pour les utilisateurs en maintenant un haut débit total. Les résultats de simulation montrent qu'il existe un compromis entre l'équité de la qualité de service et le débit total du système.

Dans cette thèse, nous avons développé de nouvelles méthodes d'aide à la décision pour l'ordonnancement dans la chaîne logistique. Nous avons proposé des méthodes qui privilégient la coopération entre les différents acteurs de la chaîne logistique notamment en ce qui concerne la négociation avec les fournisseurs sur les dates d'arrivée des composants, et avec les clients sur les dates de livraisons des produits finis. Au niveau opérationnel, chaque acteur construit son ordonnancement par rapport à ses propres centres de production. Comme la production de produits finis dépend des composants, des négociations sont entamées entre les acteurs concernant les dates d'arrivées des composants (les fenêtres de temps). Une solution globale est obtenue par une approche itérative pour définir l'ordonnancement juste à temps minimisant la somme des pénalités (retards et avances par rapport aux dates fixées). Pour la résolution du problème d'ordonnancement juste à temps, local à chaque centre de production, nous avons proposé une méthode approchée basée sur les algorithmes génétiques. Chaque solution est évaluée grâce à un algorithme pseudo-polynomial basé sur le PERT coût. Un contrôle semi décentralisé est développé pour assurer la convergence des négociations. Par ailleurs, nous avons étudié un ensemble de problèmes concernant l'optimisation des transports dans les chaînes logistiques.

Nous proposons de développer des outils d’aide à la décision pour l’ordonnancement de chaînes logistiques. Nous privilégions la coopération entre les différents acteurs de la chaîne notamment la négociation avec les fournisseurs sur les dates d’arrivée des composants, et avec les clients sur les dates de livraisons des produits finis. Nous considérons une chaîne logistique qui consiste en un réseau d’entreprises avec des centres de décisions indépendants. Les produits finis ou semi finis des entreprises d’assemblage sont fabriqués en utilisant des composants ou produits semi finis fournis par les autres entreprises du réseau ou par des fournisseurs externes. On est au niveau opérationnel, chaque entreprise construit son ordonnancement par rapport à ses propres centres de production. Comme la production de produits finis dépend des composants, des négociations sont entamées entre les entreprises concernant les dates d’arrivées des composants (les fenêtres de temps). Une solution globale est obtenue par une approche itérative par décomposition incluant des négociations bilatérales entre les centres de production et de décisions pour définir l’ordonnancement juste à temps minimisant la somme des pénalités. Pour résoudre l’ordonnancement juste à temps local de chaque centre de production nous proposons une méthode approchée basée sur les algorithmes génétiques. Chaque solution est évaluée grâce à un algorithme polynomial basé sur le PERT coût. Un contrôle semi décentralisé est envisagé pour assurer la convergence des négociations. Par ailleurs, nous étudions un ensemble de problèmes concernant l’optimisation des transports dans les chaînes logistiques
We propose new decision methods for coordinating supply chain scheduling. We focus on the cooperation between supply chain partners by means of negotiations about suppliers’ raw materials arrival dates, and customers’ delivery dates of finished. We consider a supply chain, which consists in a network of independant enterprises. The finished products (or sub products) of the assembly enterprise are produced using components and/or sub products supplied by other enterprises or by external suppliers. We are at the scheduling level and each enterprise builds its own schedules associated with its production centers. As an operation can be performed only when the production center has received the necessary components, the schedules are dependent. This induces negotiations between decision centers which is expressed by penalty functions associated with soft and hard release dates and due dates. A global solution is searched by an iterative decomposition approach including alternatively bilateral negotiations between the production decision centers and just in time scheduling, minimizing the local total sum of penalties. To solve each local just-in-time scheduling problem, we propose an approximation approach based on meta-heuristics, which explores the set of solutions, in which a solution is described by the job order on each machine and is evaluated using a “pert cost” algorithm.. A semi-decentralized control is suggested to assume the negotiation convergence. Furthermore, we study some transportation optimization problems in supply chains

Les langages réactifs synchrones constituent un excellent choix pour la programmation de l'IoT en raison de leur sémantique claire pour l'interaction entre le système et l'environnement. Cependant, en ce qui concerne les systèmes critiques en termes de sécurité ou contraints en ressources, des propositions récentes telles que Fairthreads ou ReactiveML font face à un problème bien connu. La gestion manuelle de la mémoire de Fairthreads peut entraîner des erreurs, tandis que la collecte des déchets de ReactiveML assure la sécurité de la mémoire mais introduit une surcharge d'exécution. Cette thèse vise à résoudre le problème de la sécurité de la mémoire en développant un langage de programmation réactif spécifiquement conçu pour les systèmes en temps réel, intégrant des threads coopératifs et une exécution synchrone. En nous appuyant sur le solide système de types du langage de programmation Rust, nous proposons un système de types similaire à Rust pour un langage de programmation réactif de noyau appelé MSSL. MSSL offre un modèle de threads coopératifs et facilite le partage de données mutables entre les threads tout en préservant la sécurité des types et des emprunts. Pour y parvenir, nous introduisons une nouvelle abstraction appelée Trc (Thread Reference Counting), qui combine la sécurité de propriété des références de Rust avec le mécanisme de comptage de références des pointeurs intelligents de Rust. Nous présentons ensuite la sémantique et le système de types de MSSL pour démontrer ses capacités à maintenir la sécurité des types, la sécurité des emprunts et la sécurité de la concurrence. De plus, nous étendons MSSL en introduisant des extensions réactives, en intégrant le concept de signaux qui offrent des moyens de communication puissants, flexibles et fiables. Enfin, nous fournissons une implémentation en Java de l'ensemble complet de MSSL, en basant sur la sémantique et les règles de typage de son système de types
Synchronous Reactive Languages are an excellent choice for IoT programming due to their clear system-environment interaction semantics. However, when it comes to safety- critial or resource-constrained systems, recent proposals like Fairthreads or ReactiveML face a well-known issue. Fairthreads' manual memory management can lead to errors, while ReactiveML's garbage collection ensures memory safety but introduces execution overhead. This thesis aims to address the memory safety issue by developing a reactive programming language specifically designed for real-time systems, incorporating cooperative threads and synchronous execution. Drawing from the robust type system of the Rust programming language, we propose a Rust-like type system for a kernel reactive programming language named MSSL. MSSL features a cooperative threading model and facilitates mutable data sharing between threads while preserving type and borrowing safety. To achieve this, we introduce a novel abstraction called Trc (Thread Reference Counting), which combines the ownership safety of Rust references with the reference counting mechanism of Rust smart pointers. Then, we present the semantics and type system of MSSL to demonstrate its capabilities in maintaining type safety, borrowing safety, and concurrency safety. Furthermore, we extend MSSL by introducing reactive extensions, incorporating the concept of signals that offer powerful, flexible, and reliable means of communication. Finally, we provide a Java implementation of the complete MSSL set, based on the semantic and typing rules of its type system

L'Intelligence Artificielle Distribuée (IAD) et plus particulièrement les Systèmes Multi-Agents (SMA) proposent aujourd'hui des solutions à de nombreux problèmes industriels. Notre recherche s'intéresse plus précisement à l'ordonnancement d'ateliers de production confrontés à des évènements perturbateurs. Nous abordons ce problème selon une approche de Résolution Coopérative et Distribuée de Problème (RCDP) nous conduisant à proposer une méthode de réordonnancement coopératif d'atelier. Cette méthode repose sur une modélisation organisationnelle accordant une autonomie aux machines de production leur permettant de coopérer entre elles afin de traiter au plus tôt une perturbation. Dans cette perspective, nous avons élaboré un ensemble de stratégies et d'opérations de réparation consistant en des modifications locales et limitées d'un ordonnancement perturbé. Pour définir les processus coopératifs décrits dans la méthode de réordonnancement coopératif, nous proposons une modélisation multi-agents d'un atelier de production comportant deux grands types d'agents (agents ordonnanceur et service). Un formalisme de Représentation de Comportements d'Agents (RCA), consistanten un graphe d'états fortements typés, est également défini, pour spécifier par des plans comportementaux (PC), les activités des agents en coopération.
Distributed Artificial Intelligence (DAI) and more particularly MultiAgent Systems (MAS) propose nowadays solutions to many industrial problems. Our research focuses more precisely on workshop scheduling facing dirupting events. We address this issue by proposing a co-operative workshop rescheduling method with a Cooperative Distributed Problem Solving (CDPS) approach. This method is based on an organisationnal modelling of a workshop granting autonomy to the workshop machines, enabling them to engage cooperation to manage a disruption the earliest as possible. To achieve this, we have elaborated a set of repair scheduling strategies and operations consisting in local and limited modification of a disruptive scheduling. To define the cooperative processes involved in the cooperative rescheduling method, we propose a workshop multiagent modelling composed of two categories of agents (scheduler and service agents). .

La conception de systèmes coopératifs pour l'ordonnancement d'atelier est abordée dans le contexte de la production de pièces primaires d'avions. Dans ce type de production partiellement automatisée et fortement perturbée, l'homme joue un rôle important, tant au niveau de la prise de décision que de sa mise en œuvre. L'approche retenue consiste à faire interagir des connaissances théoriques liées à la gestion du temps et des ressources avec des connaissances contextuelles apportées ou anticipées par un opérateur humain. Cette approche s'appuie sur la cohabitation et la convergence d'une démarche ascendante d'analyse cognitive (acquisition de connaissances) et d'une démarche descendante de conception pratiquée en ingénierie (utilisation de modèles et méthodes génériques). Ces deux démarches et leur convergence sont étudiées dans le domaine de l'ordonnancement. La démarche ascendante est basée sur une méthodologie de recueil de connaissances de groupe (brainwriting) associée à l'utilisation de grilles-répertoires mettant en évidence des recommandations pour la conception. La démarche descendante s'appuie sur une analyse sous contraintes mise en œuvre par un outil de programmation par contraintes (CHIP) et visant à caractériser l'autonomie de décision disponible. L'approche est ensuite mise en œuvre pour le développement de systèmes coopératifs d'aide à la gestion d'un atelier de fabrication aéronautique. Deux maquettes d'outils informatiques sont ainsi proposées pour l'aide à l'engagement de fabrication et pour l'aide à l'élaboration d'un ordonnancement.

Ce travail de thèse sur les problèmes d'ordonnancement concerne la mise en œuvre d'une méthodologie coopérative et multicritère pour résoudre les problèmes des job-shops flexibles. Il s'articule autour de deux parties principales. La première partie expose l'état de l'art et explique la difficulté et la diversité des problèmes d'ordonnancement, et par la suite, met en évidence la nécessité de la coopération et présente l'approche hybride proposée. Ces travaux s'articulent autour de deux modèles. Le premier modèle concerne l'évaluation multicritère et est présenté dans le troisième chapitre. Le deuxième est dédié à la résolution et à l'optimisation et est décrit dans le quatrième chapitre. Le modèle d'évaluation multicritère vise à élaborer un moyen de mesure de la qualité des solutions. Cette notion peut intégrer (en utilisant la puissance de la représentation floue) des préférences subjectives dans un cadre coopératif. Elle peut aussi chercher à identifier les solutions dominantes (au sens de Pareto) en faisant un bon usage de bornes inférieures intégrées dans le modèle. Le modèle d'optimisation et de résolution représente un noyau pour construire les solutions de "bonne qualité"
Deux approches ont été développées dans ce modèle. La première est l'Approche par Localisation (AL). Elle permet de construire un ensemble de solutions en minimisant les critères liés à la répartition des ressources dans le cas des job-shops flexibles. La deuxième est une approche basée sur des techniques à stratégie d'évolution contrôlées pour améliorer la qualité des solutions données par l'AL. Dans ce cadre, trois nouveaux codages ont été mis en œuvre tout en développant les opérateurs génétiques associés. En outre, quelques aspects modulaires de cette méthode sont également présentés dans le troisième chapitre. Dans le cinquième chapitre, nous illustrons la mise en oeuvre des différentes approches proposées sur un jeu de données afin d'évaluer leurs performances. Nous présentons également quelques comparaisons à d'autres méthodes. De plus, nous validons la méthode proposée sur une grande série d'exemples pratiques. Enfin, nous concluons ce mémoire en rappelant les grandes lignes des travaux menés et en présentant quelques perspectives de recherche futures concernant les possibles applications réelles de l'approche développée

Au cours de cette thèse, l'exploration de l'espace de solutions par des métaheuristiques est abordée. Les métaheuristiques sont des méthodes d'optimisation utilisées pour résoudre des problèmes NP-difficile. Elles explorent aléatoirement l'espace de recherche pour trouver les meilleures solutions. Dans un premier temps, l'ensemble des solutions est modélisé par un espace unidimensionnel par une Méthode de Conversion de l'Espace de recherche (MCE). Des métriques sont proposées pour évaluer l'exploration de l'espace de recherche par une métaheuristique en identifiant les zones explorées et inexplorées. Ces métriques sont utilisées pour orienter l'exploration de l'espace de recherche d'une méthode d'optimisation.La convergence est améliorée en accentuant le recherche dans les zones explorées. Pour sortir des minimums locaux, l'exploration est diversifiée en la dirigeant vers les zones inexplorées. En associant l'exploration du voisinage des solutions et ces métriques cartographiques, il est possible d'améliorer les performances des métaheuristiques. Plusieurs algorithmes mono-objectifs et multiobjectifs sont implémentés en version classique, hybridé par la recherche locale et par la MCE. Le Flexible Job Shop Problem (FJSP) est utilisé comme problème de référence. Les expérimentations avec les algorithmes hybridés montrent une amélioration des performances
In this thesis, the solution space exploration by the metaheuristic is developed. The metaheuristics optimization methods are used to solve NP-hard problems. They explore randomly the search space to look for the best solutions. In a first step, the solution set is modeled by a one-dimensional space by a Mapping Method (MaM). Metrics are proposed to evaluate the search space exploration by a metaheuristic, identifying the explored and unexplored zones. These metrics are used to guide the search space exploration of an optimization method. The convergence is improved by emphasizing the research in the zones explored. To get out local minima, the exploration is diversified by pointing it towards the unexplored zones. Combining the neighbour discovery of the solutions and these mapping metrics, it is possible to improve the performance of metaheuristics. Several single-objective and multi-objective algorithms are implemented in the classic version, hybridized with local search and MaM. The Flexible Job Shop Problem (FJSP) is used as a reference problem. The experimentations with hybridized algorithms show performance improved

La plupart des travaux en ordonnancement repose sur un modèle déterministe, peu adapté à la réalité de l'ordonnancement d'atelier. En effet, les ateliers de production sont soumis à un certain nombre d'incertitudes. C'est pourquoi l'ordonnancement sous incertitudes est un domaine en pleine expansion.

D'autre part, l'humain n'est généralement pas pris en compte dans l'élaboration de la méthode d'ordonnancement. Pourtant, l'humain joue un rôle central dans le processus d'ordonnancement, et ses connaissances du terrain sont précieuses. C'est pourquoi nous pensons que des systèmes homme-machine efficaces sont nécessaires au bon fonctionnement des méthodes d'ordonnancement d'atelier.

Pour cela, nous nous reposons sur l'ordonnancement de groupes. Cette méthode d'ordonnancement d'atelier comporte différents avantages pour notre recherche : c'est une méthode d'ordonnancement sous incertitudes et sa structure est facilement manipulable par l'humain. Nous étudions les systèmes homme-machine existant pour cette méthode d'ordonnancement. Nous proposons ensuite un nouveau système homme-machine, afin d'améliorer la coopération. Dans ce système, nous utilisons la qualité dans le meilleur des cas dans un ordonnancement de groupes. Comme ce thème n'est pas encore abordé dans la littérature, nous proposons des bornes inférieures, des heuristiques et une méthode exacte pour résoudre ce problème.

La these presente un formalisme dedie a la modelisation des systemes concurrents. Les aspects statiques de ces systemes sont decrits en utilisant les concepts de l'approche objets; leurs aspects dynamiques ou comportementaux sont decrits dans le cadre formel des reseaux de petri de haut niveau. Le formalisme s'attache a combiner objets et reseaux de petri dans un cadre syntaxique et conceptuel coherent. Un objet cooperatif est muni d'une structure de donnee qui modelise son etat et d'un ensemble d'operateurs (ou services) destines a faire evoluer cet etat. Il est de plus pourvu d'un comportement, modelise par un reseau de petri. Ce comportement definit les regles d'evolution de l'objet, l'accessibilite des services qu'il offre en fonction de son etat, et reciproquement l'influence de l'execution de ses services sur son etat. La communication entre objets s'effectue par invocation de services, suivant un protocole client/serveur. Ce protocole est lui-meme defini par un reseau de petri. Il est donc possible, dans un systeme, de modeliser le comportement des objets et les communications qu'ils entretiennent de telle sorte que l'on puisse exprimer la concurrence aussi bien entre les objets qu'au sein d'un meme objet

Les problèmes « difficiles » de l'optimisation combinatoire, sont généralement résolus de manière heuristique, afin de procurer de bonnes solutions en un temps « raisonnable », les méthodes de résolution exacte étant inapplicables aux grandes instances. Actuellement, un nombre croissant d'approches coopératives entre ces méthodes voient le jour. Dans un premier temps, une classification des approches coopératives de la littérature à été réalisé. A partir de ces travaux, nous présentons différents schémas de coopération typiques, en se focalisant spécialement sur les coopérations entre méthodes de résolution exacte et heuristique. Dans un deuxième temps, nous proposons d'effectuer différentes coopérations pour résoudre un problème de flow-shop bi-objectif. Pour la résolution approchée de ce problème, l'algorithme AGA (Algorithme Génétique Adaptatif) a été défini pour servir de base aux méthodes coopératives. Deux mécanismes sont proposés pour renforcer l'adaptabilité et la capacité d'exploration des algorithmes génétiques multi-objectif. Le premier mécanisme permet d'utiliser, dans le même programme, plusieurs opérateurs de mutation, et de favoriser automatiquement ceux qui s'avèrent plus efficaces. Le second mécanisme consiste à adapter en ligne un paramètre de la diversification, de sorte à obtenir une répartition harmonieuse des solutions le long du front de Pareto
Ensuite, nous proposons de faire coopérer AGA avec des méthodes dédiées à l'intensification de la recherche. Nous proposons un premier type de coopération avec PLS (Recherche Locale Pareto) en proposant différents algorithmes de type recherche mimétique. Les tests effectués sur les différentes coopérations montrent l'intérêt d'utiliser un algorithme d'exploration (AGA), ainsi que l'efficacité des coopérations adaptives entre différents algorithmes. Puis, nous proposons une coopération originale avec l'algorithme MOPR (Path Relinking Multi-Objectif). Pour cela nous avons défini différents mécanismes pour adapter les algorithmes de path-relinking au cas multi-objectif. Ce type d'approche est très prometteur. Enfin, les approches coopératives avec la méthode exacte bi-objectif TPM (Méthode Deux Phases) ont été envisagées. Trois approches ont été proposées, une exacte et deux heuristique. Les expérimentations ont permis d'améliorer sensiblement les meilleures solutions obtenues. Les différentes approches testées, montrent l'intérêt des mécanismes de transition adaptative entre algorithmes, ainsi l'apport réalisé par l'utilisation de méthodes d'optimisation très différentes, dans le cadre de l'optimisation multi-objectif

Ce travail s'interesse aux decisions de gestion de production en prenant en compte explicitement leur distribution au sein d'un reseau de centres de decision. Ainsi, la prise de decision est indissociable des processus de cooperation entre centres. Le modele associe a un centre donne est constitue de contraintes mettant en relation ses variables de decision avec differents facteurs, internes ou externes, pouvant etre associes a des decisions prises par d'autres centres. Pour un centre d'ordonnancement, un modele, base sur un graphe potentiels dont les sommets sont associes aux bornes temporelles des differentes taches, est propose. Ce modele permet de representer de maniere integree, a l'aide d'ensembles conjonctifs et non conjonctifs d'inegalites de potentiels, differentes contraintes intervenant dans les problemes d'ordonnancement: localisation temporelle, partage de ressources, contraintes de calendrier, affectation de ressources. Les modeles associes aux centres de decision sont utilises de maniere deductive et non deterministe pour expliciter l'autonomie disponible afin d'assister l'homme dans ses activites de decision et de cooperation. Pour les problemes d'ordonnancement etudies, des regles d'analyse sous contraintes, correspondant a des mecanismes de propagation de contraintes, sont proposees. Ces regles permettent d'obtenir, dans le cas general, des conditions necessaires d'admissibilite des decisions. Dans un centre donne, selon la presence ou non de defaut d'autonomie, celui-ci prend des decisions sous contraintes ou bien remet en cause des facteurs de son modele. Ces remises en cause se traduisent par des processus de cooperation entre centres pouvant etre interpretes en termes de (re)negociations de contraintes. L'approche proposee pour l'aide a la decision et a la cooperation est illustree a partir de scenarios, inspires d'une analyse en situation reelle, mettant en jeu un centre de lancement en fabrication et ses centres adjacents

Les besoins croissants en puissance de calcul sont généralement satisfaits en fédérant de plus en plus d'ordinateurs (ou noeuds) pour former des infrastructures distribuées. La tendance actuelle est d'utiliser la virtualisation système dans ces infrastructures, afin de découpler les logiciels des noeuds sous-jacents en les encapsulant dans des machines virtuelles. Pour gérer efficacement ces infrastructures virtualisées, de nouveaux gestionnaires logiciels ont été mis en place. Ces gestionnaires sont pour la plupart hautement centralisés (les tâches de gestion sont effectuées par un nombre restreint de nœuds dédiés). Cela limite leur capacité à passer à l'échelle, autrement dit à gérer de manière réactive des infrastructures de grande taille, qui sont de plus en plus courantes. Au cours de cette thèse, nous nous sommes intéressés aux façons d'améliorer cet aspect ; l'une d'entre elles consiste à décentraliser le traitement des tâches de gestion, lorsque cela s'avère judicieux. Notre réflexion s'est concentrée plus particulièrement sur l'ordonnancement dynamique des machines virtuelles, pour donner naissance à la proposition DVMS (Distributed Virtual Machine Scheduler). Nous avons mis en œuvre un prototype, que nous avons validé au travers de simulations (notamment via l'outil SimGrid), et d'expériences sur le banc de test Grid'5000. Nous avons pu constater que DVMS se montrait particulièrement réactif pour gérer des infrastructures virtualisées constituées de dizaines de milliers de machines virtuelles réparties sur des milliers de nœuds. Nous nous sommes ensuite penchés sur les perspectives d'extension et d'amélioration de DVMS. L'objectif est de disposer à terme d'un gestionnaire décentralisé complet, objectif qui devrait être atteint au travers de l'initiative Discovery qui fait suite à ces travaux.

Les choix de configuration d'un systeme reparti et cooperatif influencent directement le comportement du systeme, et a fortiori la qualite de ses performances. Par systeme reparti et cooperatif nous entendons un ensemble de services offerts aux developpeurs d'applications. Ces services sont localises sur differentes machines hotes (repartition), et peuvent interagir (cooperation). Observer les services afin d'agir sur leur repartition et leurs facultes cooperatives, contribue au bon fonctionnement de l'ensemble du systeme. Nous considerons un service comme une entite constituee d'interface(s), de porte(s) d'acces, et d'un comportement. Les interfaces fournissent les moyens d'acceder au service, les portes d'acces collectent les requetes des clients, et le comportement traduit les traitements specifiques realises par le service. Notre problematique est celle de la gestion dynamique de configuration ; elle concerne en particulier la migration de service et de l'ajustement (ou tuning) de portes d'acces. Migrer un service signifie modifier sa localisation dans l'environnement ; ajuster ses portes d'acces traduit le fait d'augmenter ou de reduire le nombre de ses portes. Le caractere dynamique des solutions proposees, apporte la transparence necessaire au maintien des liens de cooperation existant, et a la minimisation des risques de dysfonctionnement dans le systeme. Une troisieme dimension complete celles de migration et d'ajustement: la mesure d'activite. Son objectif est de recuperer periodiquement sur les services geres, des metriques de charge (en nombre de clients) et de temps de reponse, afin de doter le niveau decisionnel d'informations dont l'interpretation concourt a la prise de decisions d'operations de migration ou d'ajustement. Les mecanismes de gestion definis s'integrent au sein d'une entite federatrice appelee micro-manager ; cette integration favorise a la fois la mise en uvre des mecanismes, et leur utilisation par des applications de gestion

L'informatique a changé profondément les aspects méthodologiques du processus de découverte dans les différents domaines du savoir. Les chercheurs ont à leur disposition aujourd'hui de nouvelles capacités qui permettent d'envisager la résolution de nouveaux problèmes. Les plates-formes parallèles et distribués composées de ressources partagés entre différents participants peuvent rendre ces nouvelles capacités accessibles à tout chercheur et offre une puissance de calcul qui a été limitée jusqu'à présent, aux projets scientifiques les plus grands (et les plus riches). Dans ce document qui regroupe les résultats obtenus pendant mon doctorat, nous explorons quatre facettes différentes de la façon dont les organisations s'engagent dans une collaboration sur de plates-formes parallèles et distribuées. En utilisant des outils classiques de l'analyse combinatoire, de l'ordonnancement multi-objectif et de la théorie des jeux, nous avons montré comment calculer des ordonnancements avec un bon compromis entre les résultats obtenu par les participants et la performance globale de la plate-forme. En assurant des résultats justes et en garantissant des améliorations de performance pour les différents participants, nous pouvons créer une plate-forme efficace où chacun se sent toujours encourager à collaborer et à partager ses ressources. Tout d'abord, nous étudions la collaboration entre organisations égoïstes. Nous montrons que le comportement égoïste entre les participants impose une borne inférieure sur le makespan global. Nous présentons des algorithmes qui font face à l'égoïsme des organisations et qui présentent des résultats équitables. La seconde étude porte sur la collaboration entre les organisations qui peuvent tolérer une dégradation limitée de leur performance si cela peut aider à améliorer le makespan global. Nous améliorons les bornes d'inapproximabilité connues sur ce problème et nous présentons de nouveaux algorithmes dont les garanties sont proches de l'ensemble de Pareto (qui regroupe les meilleures solutions possibles). La troisième forme de collaboration étudiée est celle entre des participants rationnels qui peuvent choisir la meilleure stratégie pour leur tâches. Nous présentons un modèle de jeu non coopératif pour le problème et nous montrons comment l'utilisation de "coordination mechanisms" permet la création d'équilibres approchés avec un prix de l'anarchie borné. Finalement, nous étudions la collaboration entre utilisateurs partageant un ensemble de ressources communes. Nous présentons une méthode qui énumère la frontière des solutions avec des meilleurs compromis pour les utilisateurs et sélectionne la solution qui apporte la meilleure performance globale.

Ce travail propose une méthode d'aide à la coopération inter-entreprises dans un contexte de production à la commande. L'objectif est de tendre les flux de production inter-entreprises grâce à une coopération entre les décideurs de chaque entreprise. L'approche retenue assimile le problème d'organisation globale à un processus de décision distribuée dans lequel l'organisation est progressivement construite par un ensemble de coopérations entre des couples d'acteurs du réseau d'entreprises. Nous étudions en particulier les couples d'entreprises client-fournisseur pour lesquels la coopération concerne les attributs des commandes passées entre eux. Nos objectifs sont de fournir aux décideurs un cadre plus formel qui contractualise la coopération et des outils d'aide à la décision pour la coopération permettant de les assister dans les diverses phases du processus.

L'informatique a changé profondément les aspects méthodologiques du processus de découverte dans les différents domaines du savoir. Les chercheurs ont à leur disposition aujourd'hui de nouvelles capacités qui permettent d'envisager la résolution de nouveaux problèmes. Les plates-formes parallèles et distribués composées de ressources partagés entre différents participants peuvent rendre ces nouvelles capacités accessibles à tout chercheur et offre une puissance de calcul qui a été limitée jusqu'à présent, aux projets scientifiques les plus grands (et les plus riches). Dans ce document qui regroupe les résultats obtenus pendant mon doctorat, nous explorons quatre facettes différentes de la façon dont les organisations s'engagent dans une collaboration sur de plates-formes parallèles et distribuées. En utilisant des outils classiques de l'analyse combinatoire, de l'ordonnancement multi-objectif et de la théorie des jeux, nous avons montré comment calculer des ordonnancements avec un bon compromis entre les résultats obtenu par les participants et la performance globale de la plate-forme. En assurant des résultats justes et en garantissant des améliorations de performance pour les différents participants, nous pouvons créer une plate-forme efficace où chacun se sent toujours encourager à collaborer et à partager ses ressources. Tout d'abord, nous étudions la collaboration entre organisations égoïstes. Nous montrons que le comportement égoïste entre les participants impose une borne inférieure sur le makespan global. Nous présentons des algorithmes qui font face à l'égoïsme des organisations et qui présentent des résultats équitables. La seconde étude porte sur la collaboration entre les organisations qui peuvent tolérer une dégradation limitée de leur performance si cela peut aider à améliorer le makespan global. Nous améliorons les bornes d'inapproximabilité connues sur ce problème et nous présentons de nouveaux algorithmes dont les garanties sont proches de l'ensemble de Pareto (qui regroupe les meilleures solutions possibles). La troisième forme de collaboration étudiée est celle entre des participants rationnels qui peuvent choisir la meilleure stratégie pour leur tâches. Nous présentons un modèle de jeu non coopératif pour le problème et nous montrons comment l'utilisation de "coordination mechanisms" permet la création d'équilibres approchés avec un prix de l'anarchie borné. Finalement, nous étudions la collaboration entre utilisateurs partageant un ensemble de ressources communes. Nous présentons une méthode qui énumère la frontière des solutions avec des meilleurs compromis pour les utilisateurs et sélectionne la solution qui apporte la meilleure performance globale
Computer science is deeply changing methodological aspects of the discovery process in different areas of knowledge. Researchers have at their disposal new capabilities that can create novel research opportunities. Parallel and distributed platforms composed of resources shared between different participants can make these new capabilities accessible to every researcher at every level, delivering computational power that was restricted before to bigger (and wealthy) scientific projects. This work explores four different facets of the rules that govern how organizations engage in collaboration on modern parallel and distributed platforms. Using classical combinatorial tools, multi-objective scheduling and game-theory, we showed how to compute schedules with good trade-offs between the results got by the participants and the global performance of the platform. By ensuring fair results and guaranteeing performance improvements for the participants, we can create an efficient platform where everyone always feels encouraged to collaborate and to share its resources. First, we study the collaboration between selfish organizations. We show how the selfish behavior between the participants imposes a lower bound on the global makespan. We present algorithms that cope with the selfishness of the organizations and that achieve good fairness in practice. The second study is about collaboration between organizations that can tolerate a limited degradation on their performance if this can help ameliorate the global makespan. We improve the existing inapproximation bounds for this problem and present new algorithms whose guarantees are close to the Pareto set. The third form of collaboration studied is between rational participants that can independently choose the best strategy for their jobs. We present a non-cooperative game-theoretic model for the problem and show how coordination mechanisms allow the creation of approximate pure equilibria with bounded price of anarchy. Finally, we study collaboration between users sharing a set of common resources. We present a method that enumerates the frontier of best compromise solutions for the users and selects the solution that brings the best value for the global performance function

Ce travail présente l'étude de deux types de problèmes d'ordonnancement. Le premier concerne la résolution centralisée et exacte d'un problème à une machine, le second, la résolution distribuée et coopérative d'un problème job shop où chaque machine est assimilée à un acteur possédant sa propre autonomie décisionnelle. Pour ces deux problèmes, des conditions de dominance sont utilisées, dans le premier cas, dans le but de limiter la complexité algorithmique liée à la recherche de solutions admissibles ou optimales, dans le deuxième cas, pour accroître la capacité de chaque acteur à résister aux incertitudes liées aux fluctuations de son environnement. Dans un premier temps, un théorème proposé dans les années quatre-vingt est rappelé, qui, considérant le problème à une machine, permet de caractériser un ensemble de solutions dominantes. Sur la base de ce théorème, nous proposons ensuite de nouvelles conditions analytiques et numériques de dominance permettant de restreindre encore davantage l'ensemble des solutions dominantes. En exploitant ces résultats, des formulations mathématiques originales et efficaces sont présentées, sous forme de programmes linéaires en nombres entiers, pour la modélisation et la résolution du problème à une machine en s'intéressant tour à tour au critère de minimisation du plus grand retard algébrique, puis à celui de minimisation du nombre de travaux en retard. Dans un deuxième temps, nous étudions le problème d'ordonnancement job shop dans un environnement multi-acteur, chaque acteur gérant l'activité d'une machine. Tenant compte de l'autonomie de décision et des objectifs propres de chacun, l'ordonnancement est envisagé sous la forme d'une fonction distribuée où la solution globale résulte d'une coopération entre les différents acteurs, cette solution pouvant évoluer dans le temps au fur-et-à-mesure des prises de décision locales. Ainsi, chaque acteur construisant localement sa propre organisation et n'ayant qu'une connaissance partielle et incertaine de l'organisation des autres, nous proposons que les organisations locales soient construites de façon robuste. Pour cela nous montrons comment, à l'aide des résultats de dominance, maintenir au niveau de chaque acteur un ensemble dominant de solutions ayant une performance au pire bornée. Une nouvelle approche d'ordonnancement est ensuite proposée où les acteurs négocient deux à deux, de façon distribuée, de façon à converger progressivement vers des décisions assurant un compromis satisfaisant entre l'optimisation des objectifs locaux et des objectifs globaux
This work presents the study of two scheduling problems. The former concerns the exact and centralised resolution of a single machine problem, and the latter, the distributed and cooperative resolution of a job shop, each machine being viewed as an actor having its own decision autonomy. For both problems, dominance conditions are used, in the first case, in order to reduce the algorithmic complexity for seeking feasible or optimal solutions, and in the second case, to increase the ability of each actor to face uncertainties. In the first part, a theorem, stated in the early eighties, is recalled that allows to characterize a set of dominant solutions, considering a one-machine sequencing problem. On the basis of the theorem, new analytical and numerical dominance conditions are established that allow to tighten the set of dominant sequences. Then original and efficient mathematical formulations, in the form of integer linear programs, are proposed for modelling and solving single machine problems. Two kinds of criterion are considered : the minimization of the maximum lateness and the minimization of the number of tardy jobs. In the second part, the job shop scheduling problem is studied, using a multi-actor framework, assuming that each actor manages one machine. Taking into account the decisional autonomy and the own objectives of each actor, scheduling is seen as a distributed and dynamic function, where the global solution emerges from negotiations among the actors. We assume that each actor builds up its own local organisation in a robust way, having an imprecise and partial knowledge of the other actor's organisation. We particularly show how maintaining on each actor a set of dominant job sequences so that the worst performance can be bounded. Then a new scheduling approach is sketched where actors initiate point-to-point negotiation, in a distributed way, so as to progressively converge toward trade-off decisions that balance local and global objectives

Le travail coopératif est un domaine qui étudie le travail de groupes d'utilisateurs de façon générale. Sa finalité est la conception de collecticiels, ensembles logiciels qui contiennent les outils, les applications, et les plate-formes qui supportent les activités de groupes d'utilisateurs. La gestion de ces groupes et les échanges d'information entre leurs membres nécessitent la définition de nouveaux services de communication adaptés aux besoins des agents en coopération. Les travaux menés dans ce mémoire ont consisté à définir, à concevoir et à gérer la structuration des groupes coopératifs. Un modèle à base de graphes a été proposé à partir du partage de données, pour représenter les relations entre les divers membres d'un groupe coopératif. A partir de ce modèle, un service pour l'entrée et la sortie en coopération des agents coopérants a été défini. Un protocole de communication sous-jacent a été spécifié en utilisant le langage de description formelle Estelle. Le protocole proposé a été vérifié en utilisant l'environnement à base de réseaux de Petri VAL, puis a été implanté en langage C sous UNIX à partir du code Estelle généré. Une extension de ce travail permet la formation d'apartés qui sont des sous-groupes très dynamiques créés à l'intérieur de la coopération. Un autre protocole spécifié en Estelle a été proposé pour gérer la formation de ces apartés et leur évolution au sein de la coopération. En plus de la structuration des groupes, une étude des données qui peuvent être échangées entre des agents coopérants a mené à la définition d'un service de gestion des dépendances de données. Ce service, spécifié également en Estelle, permet de créer, supprimer ou modifier des dépendances entre données, et répercute les modifications de valeurs vers l'ensemble des données dépendantes.

Les modèles de simulation de foules visent généralement à produire des foules visuellement crédibles avec l'intention d'insuffler de la vie à des environnements virtuels. Notre travail se concentre sur la génération de comportements statistiquement cohérents qui peuvent être utilisés pour piloter des modèles de simulation de foules sur de longues périodes de temps, jusqu'à plusieurs jours. Dans les foules réelles, les comportements des individus dépendent principalement de l'activité qu'ils ont l'intention d'effectuer. La façon d’ordonnancer cette activité repose sur l'interaction étroite qui existe entre l'environnement, les contraintes spatiales et temporelles associées à l'activité et les caractéristiques personnelles des individus. Par rapport à l'état de l'art, notre modèle gérer mieux cette interaction. Nos principales contributions se situent dans le domaine de l'ordonnancement d'activités et de la planification de chemin. Dans un premier temps, nous proposons un processus d'ordonnancement d'activités individuelles et son extension aux activités coopératives. Basé sur les descriptions de l'environnement, des activités désirées et des caractéristiques des agents, ces processus génèrent une séquence de la tâche pour chaque agent. Des lieux où ces tâches doivent être effectuées sont sélectionnés et un timing relâché est produit. Cet ordonnancement est compatible avec les contraintes spatiales et temporelles liées à l'environnement et à l'activité prévue par l'agent et par d'autres agents en coopération. Il prend également en compte les caractéristiques personnelles des agents, induisant de la diversité dans les ordonnancements produits. Nous montrons que notre modèle produit des comportements statistiquement cohérents avec ceux produits par des personnes dans les mêmes situations. Dans un second temps, nous proposons un processus de planification de chemins hiérarchique. Il repose sur un processus d'analyse de l'environnement automatique qui produit une représentation hiérarchique sémantiquement cohérente des villes virtuelles. La nature hiérarchique de cette représentation est utilisée pour modéliser différents niveaux de prise de décisions. Un chemin grossier est d'abord calculé, puis raffiné pendant la navigation lorsque de l'information pertinente est disponible, permettant ainsi à l'agent d'adapter son chemin à des événements inattendus. Le modèle proposé gère des décisions rationnelles à long terme guidant la navigation des agents dans les villes virtuelles. Il prend en compte la forte relation entre le temps, l'espace et l'activité pour produire les comportements des agents plus crédibles de. Il peut être utilisé pour peupler facilement des villes virtuelles avec des foules au sein desquelles des phénomènes observables émergent de l'activité individuelle
Crowd simulation models usually aim at producing visually credible crowds with the intent of giving life to virtual environments. Our work focusses on generating statistically consistent behaviours that can be used to pilot crowd simulation models over long periods of time, up to multiple days. In real crowds, people's behaviours mainly depend on the activities they intend to perform. The way this activity is scheduled rely on the close interaction between the environment, space and time constraints associated with the activity and personal characteristics of individuals. Compared to the state of the art, our model better handle this interaction. Our main contributions lie in the domain of activity scheduling and path planning. First, we propose an individual activity scheduling process and its extension to cooperative activity scheduling. Based on descriptions of the environment, of intended activities and of agents' characteristics, these processes generate a task schedule for each agent. Locations where the tasks should be performed are selected and a relaxed agenda is produced. This task schedule is compatible with spatial and temporal constraints associated with the environment and with the intended activity of the agent and of other cooperating agents. It also takes into account the agents personal characteristics, inducing diversity in produced schedules. We show that our model produces schedules statistically coherent with the ones produced by humans in the same situations. Second, we propose a hierarchical path-planning process. It relies on an automatic environment analysis process that produces a semantically coherent hierarchical representation of virtual cities. The hierarchical nature of this representation is used to model different levels of decision making related to path planning. A coarse path is first computed, then refined during navigation when relevant information is available. It enable the agent to seamlessly adapt its path to unexpected events. The proposed model handles long term rational decisions driving the navigation of agents in virtual cities. It considers the strong relationship between time, space and activity to produce more credible agents' behaviours. It can be used to easily populate virtual cities in which observable crowd phenomena emerge from individual activities

Cette thèse représente une étude d'un nouvel indicateur d'aide à la décision pour le problème d'ordonnancement d'ateliers de production sous présence d'incertitudes. Les contributions apportées dans ce travail se situent dans le contexte des groupes d'opérations permutables. Cette approche consiste à proposer une solution d'ordonnancement flexible caractérisant un ensemble fini non-énuméré d'ordonnancements. Un opérateur est ensuite censé sélectionner l'ordonnancement qui répond le mieux aux perturbations survenues dans l'atelier. Nous nous intéressons plus particulièrement à cette phase de sélection et nous mettons l'accent sur l’intérêt de l'humain pour la prise de décision. Dans un premier temps, nous présentons le meilleur des cas; indicateur d'aide à la décision pour le calcul du meilleur ordonnancement caractérisé par l'ordonnancement de groupes. Nous proposons des bornes inférieures pour le calcul des dates de début/fin des opérations. Ces bornes sont ensuite implémentées dans une méthode de séparation et d'évaluation permettant le calculer du meilleur des cas. Grâce à des simulations effectuées sur des instances de job shop de la littérature, nous mettons l'accent sur l'utilité et la performance d'un tel indicateur dans un système d'aide à la décision. Enfin, nous proposons une Interface Homme-Machine (IHM) adaptée à l'ordonnancement de groupes et pilotée par un système d'aide à la décision multicritères. L'implémentation de cette IHM sur un cas d'étude réel a permis de soulever certaines pratiques efficaces pour l'aide à la décision dans le contexte de l'ordonnancement sous incertitudes
This thesis represents a study of a new decision-aid criterion for manufacturing scheduling under uncertainties. The contributions made in this work relate to the groups of permutable operations context. This approach consists of proposing a flexible scheduling solution characterizing a non-enumerated and finite set of schedules. An operator is then supposed to select the appropriate schedule that best copes with the disturbances occurred on the shop floor. We focus particularly on this selection phase and we emphasize the important of the human for decision making. First, we present the best-case; a decision-aid criterion for computing the best schedule characterized by the groups of permutable operations method. We propose lower bounds for computing the best starting/completion time of operations. These lower bounds are then implemented in a branch and bound procedure in order to compute the best-case. Through to several simulations carried out on literature benchmark instances, we stress the usefulness of such criterion in a decision-aid system. Finally, we propose a Human-Machine-Interface (HMI) adapted to the groups of permutable operations and driven by a multi-criteria decision-aid system. The implementation results of this HMI on a real case study provided some insight about the practice of decision-making and scheduling under uncertainties

Les réseaux ad hoc véhiculaires (VANETs) permettent le partage de différents types de données entre les véhicules, de manière collaborative. Dans cette thèse, nous nous sommes tout particulièrement intéressés aux applications de sûreté et de sécurité routière, dédiées à l'échange des informations sur l'état de l'environnement routier. Les contraintes de ces applications en termes de qualité de services sont des plus rigoureuses, car l'acheminent de leurs données doit être exhaustif et ne souffrir d'aucun retard pour assurer une information utile et en temps opportun au profit de tous les usagers concernés. Cet acheminement doit faire face aux difficultés induites par la dispersion et la forte mobilité des véhicules, l'absence ou l'insuffisance d'infrastructure, la densité variable du réseau, la surcharge en informations à envoyer et l'étendue des zones géographiques à couvrir. En effet, la problématique de diffusion des données dans les VANETs s'avère non-triviale et de nombreux verrous scientifiques doivent être levés pour permettre un support efficace, collaboratif et fiable pour les applications de sûreté et de sécurité routière.Plus précisément, nous aborderons la problématique de la dissémination collaborative en se posant trois questions : “comment disséminer les données ? À quel moment le faire ? Mais aussi quoi disséminer et comment inciter à le faire ? ” Nous avons apporté des réponses à travers les trois contributions de cette thèse. La première consiste à proposer une stratégie de dissémination efficace, qui soit adaptée à l'importance de l'information échangée et à sa durée de vie, permettant ainsi d'éviter un processus de diffusion intensif. Celui-ci est inapproprié dans ce cas de figure, car il génère de la congestion et beaucoup de redondance. Une étude de performances par simulation est réalisée, laquelle montre une diminution de 90% du taux de messages redondants par rapport au cas de la diffusion par inondation. Afin d'améliorer plus encore les performances du processus de diffusion des messages de sûreté, nous proposons, dans un second temps, un ordonnanceur pour l'accès au canal de communication qui a pour objectif de réduire le nombre de collisions dues aux synchronisations afférentes à l'utilisation du multi-canal dans le standard IEEE 802.11p/1609.4 et donc élever le taux de réception des données. Nous basons notre proposition sur la théorie de l'arrêt optimal, qui décide du moment opportun pour l'envoi d'une information en conciliant occupation du canal, efficacité de l'envoi et délai d'ajournement toléré par une information. Dans notre cas, la théorie de l'arrêt optimal est formulée par un processus de décision Markovien (MDP). Nous montrons ainsi par simulation une amélioration substantielle du taux de réception (de 25%) et une diminution importante des pertes (de 47%).Après s'être intéressé à l'aspect quantitatif des performances du réseau, nous nous intéresserons ensuite à l'amélioration de la fiabilité du processus de diffusion. Cette fiabilité est obtenue grâce à l'incitation des véhicules à la coopération et à l'exclusion des véhicules malicieux de celui-ci. Ceci est réalisé au travers de la proposition d'un modèle de confiance, inspiré des jeux de signaux. Le modèle crée une situation d'équilibre, tel que les différentes parties le composant ne soient pas tentées de le contourner, ainsi découle une auto-sélection des véhicules, laquelle est rapide et peu coûteuse. À notre connaissance, notre modèle est le seul à s'attaquer aux effets néfastes des deux types de véhicules, malicieux et égoïstes, en même temps. Comme précédemment, nous évaluons les performances de notre solution au travers d'une modélisation par une chaîne de Markov et divers jeux de simulation. Ceci a permis de montrer que 100% des véhicules malicieux sont exclus, avec le maintien d'un taux de coopération élevé dans le réseau, soit une amélioration de 42%
Vehicular Ad Hoc Networks (VANETs) allow sharing different kinds of data between vehicles in a collaborative way. In this thesis, we are particularly interested in road safety applications, designed for the exchange of information on road traffic and conditions. This kind of applications have strict Quality of Service (QoS) requirements, as data must be routed thoroughly and without any delays so for assuring the timely delivery of useful information to the drivers. In this context, data routing must face several issues raised by the high mobility and dispersion of vehicles, inadequate or completely lacking infrastructure, a variable network density, network saturation due to the large of information to deliver, and the size of the geographical areas to cover. Indeed, the problem of data dissemination in VANETs is non-trivial, and several research challenges must be solved in order to provide an efficient, collaborative, and reliable support for road safety applications. Specifically, we will address the problem of collaborative data dissemination through the following three questions: “How to perform data dissemination?”, “When should we do it?”, and “What must be disseminated?” We have provided answers to these questions through the three contributions of this thesis. Our first contribution is an efficient dissemination strategy, specifically tailored to the importance of the exchanged information as well as its lifespan, which is able to avoid the intensive dissemination process that generates network congestion and data redundancy. We confirm our statements and validate the performance of our solution by modeling it using a discrete-time Markov chain, which demonstrates the number of necessary retransmissions for all concerned vehicles to receive information. Moreover, we performed extensive simulations that show a reduction of up to 90% of redundant messages with respect to message flooding dissemination strategies. Next, in order to further improve the road safety message dissemination process, we propose a communications channel access scheduler, which aims at reducing the number of collisions caused by IEEE 802.11p/1609.4 multi-channel synchronizations, and thus improving the data reception rate. We base our solution on the optimal stopping theory, which chooses the right moment to send information by balancing the channel occupancy rate, the data delivery efficiency, and the maximum deferment delay tolerated by the information. To this end, we formulate the optimal stopping theory through a Markov decision process (MDP). We show through simulation-based evaluations an improvement of the reception rate of up to 25% and a reduction of up to 47% of message losses. Finally, after being interested in the quantitative aspect of network performance, we centered our efforts on improving the reliability of the dissemination process, which is obtained by motivating vehicles to cooperate and evicting malicious vehicles from the process. To this end, we propose a trust model inspired on signaling games, which are a type of dynamic Bayesian games. Through the use of our model, equilibrium is achieved, thus resulting in a fast and low-cost vehicle self-selection process. We define the parameters of our trust model through a discrete-time Markov chain model. To the best of our knowledge, our solution is the only existing solution that tackles the negative effects introduced by the presence of both malicious and selfish vehicles in a VANET. We evaluated the performance of our solution by modeling it using a Markov chain, and a set of simulations. Our results show that up to 100% of malicious vehicles are evicted while keeping a high cooperation rate, thus achieving an improvement of 42% when compared to other similar solutions

De nos jours, pour maîtriser la complexité structurelle et fonctionnelle associées à la conception et au développement d'un système complexe tel qu'un avion, les entreprises mettent en place des organisations elles aussi complexes, à la fois hiérarchisées et distribuées. Ainsi le développement du système est confié à différentes équipes provenant d'entreprises aux métiers différents mais complémentaires. Ces équipes fonctionnent en ingénierie concourante et doivent se coordonner lors de la conception (échanges de résultats intermédiaires concernant des sous-systèmes à différents niveaux de maturité) et lors de l'intégration (travail en " plateaux "). Ce travail se focalise plus particulièrement sur le pilotage des activités d'ingénierie au sein d'une équipe, compte tenu de contraintes globales sur les ressources (nombres de personnes allouées) et sur les délais (fenêtres temporelles des activités), mais aussi compte tenu des contraintes de synchronisation que traduisent l'interdépendance des équipes. L'originalité de ce travail est de proposer une caractérisation énergétique des activités et des contraintes qui les lient et de valider la cohérence des décisions de pilotage (avance ou retard des activités, allocation de ressources supplémentaires) par l'utilisation d'un outil rigoureux basé sur la programmation par contraintes. Les mécanismes de propagation de contraintes peuvent être utilisés pour valider différentes simulations afin de servir de références pour la renégociation de contraintes lorsque celle-ci devient obligatoire. Une première spécification des modes d'utilisation d'un outil d'aide à la décision est également proposée. Nous concluons sur les extensions du modèle et sur les travaux d'expérimentation et de validation qui doivent prolonger ce travail afin de parvenir à un outil opérationnel diffusable à l'ensemble des équipes partenaires d'un projet de développement d'un système complexe.

La surveillance d'entrepôts de produits chimiques est une opération délicate dans le sens où elle passe par une connaissance de la nature de chaque produit stocké, sur leur localisation, sur leur possible interaction et sur les actions à mettre en oeuvre en cas d'alerte. Pour faciliter cette gestion de stockage, cette thèse propose d'utiliser le concept de l'ambiant où le produit possède son propre système d'information et de communication sans fil de façon à le rendre intelligent et autonome. Cette thèse propose et développe un modèle de comportement interne de produit actif permettant une approche distribuée de sécurité active. Celui-ci permet d'aboutir à un protocole de communication de niveau applicatif à embarquer dans les produits actifs. Ce protocole est évalué de façon formelle en utilisant les Réseaux de Petri colorés hiérarchiques. Finalement, ce protocole est implémenté dans le simulateur Castalia/Omnet++ pour l'analyser dans plusieurs scénarii et aussi pour l'éprouver lors du passage à l'échelle. Les résultats montrent l'intérêt et la faisabilité du concept de produit actif
Monitoring of chemical product storage is a delicate operation in the sense that it requires knowledge of the nature of each stored product, their location, their interaction and possible actions to be implemented in case of emergency. To facilitate the storage management, this thesis proposes to use the concept of ambient where the product has its own information system and wireless communication so as to make it intelligent and autonomous. This thesis proposes and develops a model of internal behavior of active product that allows a distributed approach of active security. This can lead to a communication protocol of application level to embed the active products. This protocol is formally assessed using hierarchical colored Petri nets. Finally, this protocol is implemented in the simulator Castalia/Omnet++ to analyze it in several scenarios and also for the experience when going to scale. The results show the usefulness and feasibility of the concept of active product

La surveillance d'entrepôts de produits chimiques est une opération délicate dans le sens où elle passe par une connaissance de la nature de chaque produit stocké, sur leur localisation, sur leur possible interaction et sur les actions à mettre en oeuvre en cas d'alerte. Pour faciliter cette gestion de stockage, cette thèse propose d'utiliser le concept de l'ambiant où le produit possède son propre système d'information et de communication sans fil de façon à le rendre intelligent et autonome. Cette thèse propose et développe un modèle de comportement interne de produit actif permettant une approche distribuée de sécurité active. Celui-ci permet d'aboutir à un protocole de communication de niveau applicatif à embarquer dans les produits actifs. Ce protocole est évalué de façon formelle en utilisant les Réseaux de Petri colorés hiérarchiques. Finalement, ce protocole est implémenté dans le simulateur Castalia/Omnet++ pour l'analyser dans plusieurs scénarii et aussi pour l'éprouver lors du passage à l'échelle. Les résultats montrent l'intérêt et la faisabilité du concept de produit actif
Monitoring of chemical product storage is a delicate operation in the sense that it requires knowledge of the nature of each stored product, their location, their interaction and possible actions to be implemented in case of emergency. To facilitate the storage management, this thesis proposes to use the concept of ambient where the product has its own information system and wireless communication so as to make it intelligent and autonomous. This thesis proposes and develops a model of internal behavior of active product that allows a distributed approach of active security. This can lead to a communication protocol of application level to embed the active products. This protocol is formally assessed using hierarchical colored Petri nets. Finally, this protocol is implemented in the simulator Castalia/Omnet++ to analyze it in several scenarios and also for the experience when going to scale. The results show the usefulness and feasibility of the concept of active product