Dissertations / Theses on the topic 'Stratégie de génération de scénarios'

Cette thèse CIFRE, réalisé au sein de Stellantis, fournit une stratégie de génération de scénarios, modélisée par niveaux d’abstraction et orientée par la sensibilité du VA, pour une validation par simulation. Ce travail s’inscrit dans le périmètre du standard ISO PAS 21448 /SOTIF (Safety Of The Intended Functionality). Pour ce faire, la démarche suivie s’articule autour de cinq contributions : (1) Une analyse de l’architecture fonctionnelle du VA et la mise en évidence des challenges liés à la validation de sa sécurité : aspects normatifs, chaines de simulation, la présence d’incertitude dans l’environnement opérationnel du VA. (2) La proposition d’un cadre conceptuel (modèle de connaissance) sur lequel s’appuiera la méthodologie de génération des scénarios qui sera proposée par la suite. (3) Une synthèse sur les indicateurs manipulés dans la littérature, ainsi que ceux, que nous retiendrons dans notre stratégie de génération finale dont notamment l’indicateur de sensibilité. Elle donne également une structure du système de génération des scénarios et de validation par simulation de la sécurité du VA, ainsi que la manière dont les indicateurs seront exploités dans cette structure. (4) La proposition d’une heuristique de génération des scénarios et l’estimation de l’indicateur de risque associé au VA. Cette quatrième contribution, s’appuie sur les éléments développés dans les contributions précédentes : le modèle conceptuel proposé (contribution 2), la structure du système de génération et de validation ainsi que les indicateurs associés (contribution 3). (5) Enfin, la dernière contribution est une implémentation des propositions précédentes via un cas d’étude.Mots clés : Véhicule Autonome (VA), SOTIF (Safety Of The Intended Functionality), Limitation de performances fonctionnelles, Insuffisances fonctionnelles, Scénarios critiques, Métrique de sensibilité, Stratégie de génération de scénarios, Validation par simulation
This CIFRE thesis, carried out within Stellantis, provides a scenario generation strategy, modelled by levels of abstraction and oriented by the sensitivity of the AV, for a simulation-based validation process. This work is within the scope of the ISO PAS 21448 /SOTIF (Safety Of The Intended Functionality) standard.To do this, the approach followed is based on five contributions: (1) An analysis of the functional architecture of the AV and the highlighting of the challenges related to its safety validation: normative aspects, simulation chains, the presence of uncertainty in the operational environment of the AV. (2) The proposal of a conceptual framework (knowledge model) on which the scenario generation methodology to be proposed later will be based. (3) A summary of the indicators used in the literature, as well as those that we will use in our final generation strategy, including the sensitivity indicator. It also gives a structure of the system of scenario generation and simulation based validation of the safety of the AV, as well as the way in which the indicators will be exploited in this structure. (4) The proposal of a scenario generation heuristic and the estimation of the risk indicator associated with the AV. This fourth contribution is based on the elements developed in the previous contributions: the proposed conceptual model (contribution 2), the structure of the generation and validation system and the associated indicators (contribution 3). (5) Finally, the last contribution is an implementation of the previous proposals via a case study.Keywords: Autonomous Vehicle (AV), Safety Of The Intended Functionality (SOTIF), Functional performance limitation, Functional insufficiencies, Critical scenarios, Sensitivity metric, Scenarios generation strategy, Simulation-based Validation process

La présente thèse s'intéresse aux modèles d'allocation stratégiques d'actifs et à leurs applications pour la gestion des réserves financières des régimes de retraite par répartition, en particulier ceux partiellement provisionnés. L'étude de l'utilité des réserves pour un système par répartition et a fortiori de leur gestion reste un sujet peu exploré. Les hypothèses classiques sont parfois jugées trop restrictives pour décrire l'évolution complexe des réserves. De nouveaux modèles et de nouveaux résultats sont développés à trois niveaux : la génération de scénarios économiques (GSE), les techniques d'optimisation numérique et le choix de l'allocation stratégique optimale dans un contexte de gestion actif-passif (ALM). Dans le cadre de la génération de scénarios économiques et financiers, certains indicateurs de mesure de performance du GSE ont été étudiés. Par ailleurs, des améliorations par rapport à ce qui se pratique usuellement lors de la construction du GSE ont été apportées, notamment au niveau du choix de la matrice de corrélation entre les variables modélisées. Concernant le calibrage du GSE, un ensemble d'outils permettant l'estimation de ses différents paramètres a été présenté. Cette thèse a également accordé une attention particulière aux techniques numériques de recherche de l'optimum, qui demeurent des questions essentielles pour la mise en place d'un modèle d'allocation. Une réflexion sur un algorithme d'optimisation globale d'une fonction non convexe et bruitée a été développée. L'algorithme permet de moduler facilement, au moyen de deux paramètres, la réitération de tirages dans un voisinage des points solutions découverts, ou à l'inverse l'exploration de la fonction dans des zones encore peu explorées. Nous présentons ensuite des techniques novatrices d'ALM basées sur la programmation stochastique. Leur application a été développée pour le choix de l'allocation stratégique d'actifs des régimes de retraite par répartition partiellement provisionnés. Une nouvelle méthodologie pour la génération de l'arbre des scénarios a été adoptée à ce niveau. Enfin, une étude comparative du modèle d'ALM développé avec celui basé sur la stratégie Fixed-Mix a été effectuée. Différents tests de sensibilité ont été par ailleurs mis en place pour mesurer l'impact du changement de certaines variables clés d'entrée sur les résultats produits par notre modèle d'ALM.

La présente thèse s’intéresse aux modèles d’allocation stratégiques d’actifs et à leurs applications pour la gestion des réserves financières des régimes de retraite par répartition, en particulier ceux partiellement provisionnés. L’étude de l’utilité des réserves pour un système par répartition et a fortiori de leur gestion reste un sujet peu exploré. Les hypothèses classiques sont parfois jugées trop restrictives pour décrire l'évolution complexe des réserves. De nouveaux modèles et de nouveaux résultats sont développés à trois niveaux : la génération de scénarios économiques (GSE), les techniques d’optimisation numérique et le choix de l’allocation stratégique optimale dans un contexte de gestion actif-passif (ALM). Dans le cadre de la génération de scénarios économiques et financiers, certains indicateurs de mesure de performance du GSE ont été étudiés. Par ailleurs, des améliorations par rapport à ce qui se pratique usuellement lors de la construction du GSE ont été apportées, notamment au niveau du choix de la matrice de corrélation entre les variables modélisées. Concernant le calibrage du GSE, un ensemble d’outils permettant l’estimation de ses différents paramètres a été présenté. Cette thèse a également accordé une attention particulière aux techniques numériques de recherche de l'optimum, qui demeurent des questions essentielles pour la mise en place d'un modèle d'allocation. Une réflexion sur un algorithme d’optimisation globale d’une fonction non convexe et bruitée a été développée. L’algorithme permet de moduler facilement, au moyen de deux paramètres, la réitération de tirages dans un voisinage des points solutions découverts, ou à l’inverse l’exploration de la fonction dans des zones encore peu explorées. Nous présentons ensuite des techniques novatrices d'ALM basées sur la programmation stochastique. Leur application a été développée pour le choix de l’allocation stratégique d’actifs des régimes de retraite par répartition partiellement provisionnés. Une nouvelle méthodologie pour la génération de l’arbre des scénarios a été adoptée à ce niveau. Enfin, une étude comparative du modèle d’ALM développé avec celui basé sur la stratégie Fixed-Mix a été effectuée. Différents tests de sensibilité ont été par ailleurs mis en place pour mesurer l’impact du changement de certaines variables clés d’entrée sur les résultats produits par notre modèle d’ALM
This thesis focuses on the strategic asset allocation models and on their application for the financial reserve management of a pay-as-you-go (PAYG) retirement schemes, especially those with partial provision. The study of the reserve utility for a PAYG system and of their management still leaves a lot to be explored. Classical hypothesis are usually considered too restrictive for the description of the complex reserve evolution. New models and new results have been developed over three levels : economic scenario generation (ESG), numerical optimization techniques and the choice of optimal strategic asset allocation in the case of an Asset-Liability Management (ALM). For the generation of financial and economic scenarios, some ESG performance indicators have been studied. Also, we detailed and proposed to improve ESG construction, notably the choice of the correlation matrix between modelled variables. Then, a set of tools were presented so that we could estimate ESG parameters variety. This thesis has also paid particular attention to numerical techniques of optimum research, which is an important step for the asset allocation implementation. We developed a reflexion about a global optimisation algorithm of a non convex and a noisy function. The algorithm allows for simple modulating, through two parameters, the reiteration of evaluations at an observed point or the exploration of the noisy function at a new unobserved point. Then, we presented new ALM techniques based on stochastic programming. An application to the strategic asset allocation of a retirement scheme with partial provision is developed. A specific methodology for the scenario tree generation was proposed at this level. Finally, a comparative study between proposed ALM model and Fixed-Mix strategy based model was achieved. We also made a variety of a sensitivity tests to detect the impact of the input values changes on the output results, provided by our ALM model

Nos travaux s’inscrivent dans le cadre de la formation à la gestion de crise en environnements virtuels. La scénarisation joue un rôle essentiel pour l’apprentissage humain en environnement virtuel. Cela permet à la fois de proposer et d’orchestrer des situations d’apprentissage personnalisées et également d’amener l’apprenant vers des scénarios pertinents et formateurs. Les travaux présentés dans cette thèse s’intéressent à la génération dynamique de scénarios et à leur exécution en environnements virtuels. Pour cette scénarisation, nous visons un ensemble d’objectifs qui sont souvent contradictoires : la liberté d’action de l’utilisateur, la génération de scénarios variés et fidèles à l’intention de l’auteur, le contrôle scénaristique et la résilience du système de scénarisation. Les différentes approches de la narration interactive favorisent plus ou moins certains de ces objectifs mais il est difficile de tous les concilier, et c’est là l’enjeu de nos travaux. En plus de ces objectifs, nous cherchons également à faciliter la modélisation du contenu scénaristique qui est encore de nos jours un réel enjeu lorsqu’il s’agit de scénariser des environnements complexes comme celui de la gestion de crise. Nous proposons une approche émergente dont le scénario vécu par l’apprenant va émerger des interactions entre l’apprenant, les personnages virtuels et notre système de scénarisation MENTA. MENTA est chargé du contrôle scénaristique en proposant un ensemble d’ajustements (sur la simulation) répondant à des objectifs scénaristiques choisis par le formateur (p. ex., faire travailler certaines compétences en particulier). Ces ajustements prennent la forme d’un scénario prescrit qui est généré par MENTA via un moteur de planification que nous avons couplé avec des cartes cognitives floues au travers d’un macro-opérateur FRAG. Un FRAG permet de modéliser des fragments de scénarios sous la forme de séquence d’actions/événements scriptés. L’originalité de notre approche repose sur un couplage fort entre planification et modèles graphiques qui permet de conserver les propriétés d’exploration et de puissance générative d’un moteur de planification (ce qui favorise la variabilité et la résilience du système), tout en facilitant la modélisation du contenu scénaristique ainsi que l’intention de l’auteur au travers de morceaux de scénario qui vont être scriptés par l’auteur et réutilisés dans la planification. Nous avons travaillé sur un exemple applicatif concret de scénarios portant sur la gestion d’un afflux massif de blessés, puis nous avons implémenté MENTA et généré des scénarios relatifs à cet exemple. Enfin, nous avons testé et analysé les performances de notre système
Our work is related to the training of crisis management in virtual environments. The specification of possible unfoldings of events in a simulation is essential for human learning in a virtual environment. This allows both to propose and orchestrate personalized learning situations and also to bring the learner toward relevant and educative scenarios. The work presented in this thesis focuses on the dynamic generation of scenarios and their execution in a virtual environment. For that, we aim at a set of objectives that are often contradictory : the freedom of action of the user, the generation of various scenarios that respect the authorial intent, the narrative control and the capacity of the system to adapt to deviations fromthe learner. The different approaches of interactive storytelling tackle more or less some of these objectives, but it is difficult to satisfy them all, and this is the challenge of our work. In addition to these objectives, we also aim at facilitating the modeling of the narrative content, which is still a real issue today when it comes to model complex environments such as the ones related to crisis management. We propose an emergent approachwhere the scenario experienced by the learner will emerge fromthe interactions between the learner, the virtual characters and our narrative system MENTA. MENTA is in charge of the narrative control by proposing a set of adjustments (over the simulation) that satisfies narrative objectives chosen by the trainer (e. g., a list of specific skills). These adjustments take the form of a prescribed scenario that is generated by MENTA via a planning engine that we have coupled with fuzzy cognitive maps through a macro-operator FRAG. A FRAG is used to model FRAGment of scenario in the form of scripted sequences of actions/events. The originality of our approach relies on a strong coupling between planning and graphical models which preserves the exploration capability and the generative power of a planning engine (which contributes to the generation of various and adaptable scenarios), while facilitating the modeling of narrative content as well as the authorial intent thanks to fragments of scenario that are scripted by the author and used during the planning process. We have worked on a concrete application example of scenarios dealing with the management of a massive influx of victims. Then, we have implemented MENTA and generated scenarios related to this example. Finally, we have tested and analyzed the performance of our system

Ces travaux de thèse s'inscrivent dans le domaine de la e-formation, et concernent la conception d'un environnement générique de téléTP en sciences de l'ingénierie, accompagné d'une méthodologie de mise à distance de dispositifs technologiques. Jusqu'alors la e-formation se limitait aux domaines où l'enseignement théorique prime sur l'enseignement pratique et les manipulations. Pour faire de la e-formation un outil viable et largement utilisé, les téléTP doivent y avoir une place centrale car ils répondent à un besoin reconnu d'activités pratiques dans les disciplines scientifiques et techniques. Cette intégration doit s'accompagner des mêmes facilités d'édition, d'utilisation et de réutilisabilité que les autres contenus, plus conceptuels (téléCours, téléTD, téléProjet, ...). Dans ce contexte, nous proposons un framework, nommé ICTT@Lab (generIC framework for remoTe and virTu@l Laboratory integration), s'intégrant dans une plate-forme d'e-formation aux côtés d'un LMS compatible avec la spécification IMS-LD et fournissant les services nécessaires et spécifiques à l'édition et à la réalisation de téléTP. En se basant sur des ontologies spécifiant composants et fonctionnalités classiques d'un dispositif technologique, les auteurs de scénarios peuvent désormais éditer leurs scénarios pédagogiques au format IMS-LD et les lier à une classe de dispositifs technologiques (réels ou virtuels). Ils les rendent ainsi compatibles avec n'importe quel dispositif associé à la même classe, autorisant de fait, la réutilisation de leur production sur d'autres plates-formes de téléTP. L'ensemble de cette architecture est accompagné d'une chaîne d'édition complète dédiée au téléTP. La sécurité du dispositif (point sensible à distance) donne lieu à une analyse AMDEC et une interprétation de cet aspect dans nos modèles. Une expérimentation située dans un plan d'expériences (Tagushi) a été réalisée sur un téléTP d'automatique.

Les fruits sans pépins sont appréciés des consommateurs. Malgré l'intérêt du caractère "sans pépins", celui-ci n'a été introduit que dans un nombre réduit d'espèces dont le concombre, la pastèque, le raisin ou la banane. Les stratégies de sélection et les pratiques culturales classiques ayant montré leurs limites, nous avons décidé d'élaborer une strtégie (le système VarGa), basée sur la trangenèse d'arabidopsis. Elle permet de détruire les pépins en génération F2 par l'activation d'un gène cytotoxique dans les phases précoces du développement de la graine, par l'intermédiaire du système de recombinase Cre/lox du bactériophage P1. Le système VarGa a été testé sur la plante modèle Arabidopsis thaliana. Une des premières étapes a été l'isolement du promoteur 10L2, strictement spécifique de la graine et isolé à partir d'une lignée de type "piège à promoteur". Cette étude a permis de mettre en évidence un transcrit provenant probablement d'un gène codant un petit peptide. Une autre étape a consisté à tester le système VarGa. Le taux d'activation d'un gène par le système Cre/lox a été évalué par croisement de lignées exprimant le gène CRE avec d'autres lignées portant le gène rapporteur uidA inactivé par une cassette lox. Ces expériences ont montré qu'une activation satisfaisante n'était observée que dans 30% des descendants. Ce taux d'activation, bien que trop faible pour un fonctionnement optimal du système VarGa, est encourageant et les nombreuses solutions qui peuvent être apportées pour l'améliorer sont discutées.

La generation non inductive de courant dans un plasma de tokamak par les ondes a la frequence hybride basse permet d'obtenir des regimes de fonctionnement continu, etape necessaire a la realisation d'un reacteur a fusion thermonucleaire. Le but de cette these est de definir et d'etudier des scenarios sur tore supra permettant d'atteindre des regimes a la fois stationnaires et performants grace a un controle du profil de densite de courant, ce qui n'est realisable qu'en regime non inductif. La diffusion resistive du courant, est etudiee dans l'objectif de valider de facon precise les profils de densite de courant inductif et non inductif et leur influence sur l'evolution temporelle des caracteristiques d'une decharge. La these se poursuit par l'etude theorique et experimentale d'un nouveau mode operatoire ou la consommation du flux disponible au circuit primaire du transformateur est controlee afin d'obtenir des regimes purement non inductifs et stationnaires d'une facon reproductible. Cette etude constitue une premiere etape vers le controle des decharges longues entierement non inductives. La consommation de flux en phase de montee du courant assistee par les ondes hybrides, est egalement etudiee dans le but de determiner des regimes ou cette consommation est minimale. L'influence de la forme du profil de densite de courant non monotone sur le confinement et le transport de l'energie dans le plasma est ensuite clairement mise en evidence

L'impact du changement climatique sur les climats régionaux et par suite sur les ressources en eau devrait être particulièrement prononcé en zones de relief. Les scénarios hydrologiques futurs nécessaires pour les études d'impact sont habituellement obtenus par simulation en forçant un modèle d'impact hydrologique (MH) par des scénarios météorologiques à haute résolution, obtenus par des Modèles de Descente d'Echelle Statistique (MDES) forcés par les sorties de modèles climatiques (GCM ou RCM). Ces MDES ont pour but de combler certaines lacunes des GCM ou RCM (biais et résolution insuffisante) compte tenu des exigences des modèles d'impact. Bien qu'un grand nombre de projections soit couramment réalisé à travers le monde, l'applicabilité de la chaîne de simuation GCM/MDES/MH en climat modifié est rarement questionnée. Nous présentons ici un cadre d'évaluation pour illustrer les possibilités et/ou les difficultés pour le transfert temporel de ces outils. Nous illustrons ensuite les incertitudes dans les projections météorologiques et hydrologiques futures qui peuvent résulter de cette transférabilité imparfaite. Les simulations et les évaluations sont réalisées pour le Haut Bassin de la Durance (3580 km2). Le modèle hydrologique SIM de Météo-France est adapté au contexte alpin. Nous considérons plusieurs configurations de 3 MDES développés au CERFACS, au LTHE, et à EDF, basées sur différents prédicteurs atmosphériques. 12 expériences climatiques issues du projet européen ENSEMBLES fournissent les champs de grande échelle pour la période 1860-2100. Dans ce contexte, les incertitudes associées aux MDES et aux GCM sont du même ordre de grandeur
The impact of global change on regional climates and in turn on water resources is expected to be especially pronounced in mountainous areas. Future hydrological scenarios required for impact studies are usually simulated by forcing an hydrological impact model (HM) with high-resolution meteorological scenarios, obtained from statistical downscaling models (SDMs) forced by climate models (GCMs or RCMs) outputs. These SDMs are expected to fill the gap between the poor resolution and the bias of climate models scenarios and the requirements of impact models. Although a number of projections are currently performed worldwide, the relevance of the simulation chain GCM/SDM/MH is rarely discussed. We present here an evaluation framework to illustrate the possibilities and/or the difficulties to transfer in time these algorithms. We next illustrate the uncertainties in future meteorological and hydrological projections that can result from this imperfect transferability. Simulations and evaluations are performed for the Upper Durance Basin (3580 km2). The hydrological model SIM from Météo-France is adapted for the alpine context. We consider several configurations of 3 SDMs from CERFACS, LTHE and EDF, based on different atmospheric predictors. 12 climatic runs from the ENSEMBLES european project provide the large scale fields for the 1860-2100 period. In this context, the SDMs and GCMs related uncertainties are of the same order of magnitude

Dans les années 90, la commission européenne a sollicité la mise au point d'un système de contrôle commande et de signalisation ferroviaire commun à tous les réseaux des états membres : le système ERTMS " European Railway Traffic Management System ". Il s'agit d'un système réparti complexe dont le déploiement complet est long et coûteux. L'objectif global consiste à diminuer les coûts de validation et de certification liés à la mise en œuvre de ce nouveau système en Europe. La problématique scientifique réside dans la modélisation formelle de la spécification afin de permettre la génération automatique des scénarios de test. Les verrous scientifiques, traités dans cette thèse, sont liés d'une part à la transformation de modèle semi-formel en modèle formel en préservant les propriétés structurelles et fonctionnelles des constituants réactifs du système réparti, et d'autre part à la couverture des tests générés automatiquement. Les constituants sont sous la forme de boîte noire. L'objectif consiste à tester ces derniers à travers la spécification ERTMS. Nous avons développé une approche de modélisation basée sur le couplage de modèles semi-formels (UML) et de modèles formels (Réseaux de Petri). Ce couplage se fait à travers une technique de transformation de modèles. Nous avons développé ensuite une méthode de génération automatique de scénarios de test de conformité à partir des modèles en réseaux de Petri. Les scénarios de test ont été considérés comme une séquence de franchissement filtrée puis réduite du réseau de Petri interprété représentant la spécification. Ces scénarios ont été exécutés sur notre plateforme de simulation ERTMS

Les problèmes environnementaux liés à l’excès d’azote d’origine agricole restent une préoccupation majeure en France malgré une réglementation contraignante. Pour concilier maintien de la production agricole et limitation de cet excès, des stratégies novatrices d’atténuation des flux d’azote ont été identifiées, puis leurs effets ont été simulés à l’échelle de paysages agricoles à l’aide de modèles agro-hydrologiques spatialisés. Pour cela, la méthodologie mise en oeuvre a consisté, à partir d’enquêtes de fermes dans deux contextes contrastés (Bretagne et Gascogne),à simuler des scénarios : i) d’optimisation des pratiques agricoles en accord avec le 5ème programme d’actions de la directive Nitrate et ii) d’aménagements paysagers du territoire et en particulier des zones environnementales (prairies fauchées non-fertilisées), en variant l’emprise et la localisation. Les résultats montrent l’intérêt de placer ces zones en position d’interception (i.e. en zone riparienne humide), plutôt qu’en tête de thalweg, notamment sur le site breton où circulations d’eau sub-superficielles dominent. Cette solution limiterait les pertes nitriques sans augmenter les autres émissions d’azote
Environmental issues related to the excess of reactive nitrogen of agricultural origin activity, are still a major concern in France despite restrictive regulations. To reconcile sustained agricultural production and reduced nitrogen emissions, we identified innovative mitigation strategies and simulated their effects were simulated using distributed agro-hydrological models. The approach consisted in farm surveys in two contrasted situations (NW and SW of France) a basis to simulate the following scenarios :i) optimisation of agricultural practices according to the 5th action programme of the Nitrate Directive ii) conversion of agricultural land into environmental zones (unmanaged grasslands), with varying extension and in different landscape positons. Results show the interest of locating them in an interception position (i.e. in humid zones around the stream network) rather than in headwater position, especially in the NW catchment were subsurface flow is the dominant pathway. This solution would reduce nitrate losses without increasing other nitrogen emissions

Le problème de détection et d'isolation de défauts se résout à l'aide d'une procédure de diagnostic composée de deux étapes : la génération de résidus et leur évaluation. Plusieurs méthodes utilisant la redondance analytique ont été développées qui doivent être robustes vis-à-vis des perturbations du système comme les bruits de mesure et les incertitudes de modèle. On peut citer les approches par espace de parité, à base d'observateurs ou de filtres ainsi que les techniques d'estimation paramétriques. Les liens entre ces méthodes sont connus sous certaines hypothèses et nous prouvons par nos théorèmes le lien entre les résidus directs basés sur les équations de redondances et les résidus indirects basés sur les observateurs à entrées inconnues. Le résidu pris comme l'erreur d'estimation peut être inutile pour le diagnostic car elle peut accumuler les incertitudes de modèle du fait de la mémoire infinie. Afin de s'affranchir des inconvénients de la mémoire infinie (non convergence de l'erreur vers la valeur nulle), les observateurs à mémoire finie ont été introduits (i. E. Un nombre fini de mesures est alors nécessaire au calcul de l'estimation). Pour de tels observateurs (à la fois dans les cas continu et discret), un nouveau résidu est défini comme la différence de deux estimations de l'état au même instant mais calculées à partir de deux horizons qui se chevauchent créant ainsi une fenêtre de détection. L’apport de notre travail est la conception de cette fenêtre de façon à assurer la robustesse vis-à-vis de certaines variations de paramètres. Enfin, un observateur généralisé à mémoire finie pour les représentations continues des systèmes est développé de manière à reconstruire simultanément les sorties et entrées du système à partir d'un nombre fini de leurs mesures. Les propriétés d'un tel observateur sont similaires à celles de l'estimateur d'état généralisé sur horizon glissant pour les représentations temporelles discrètes.

Les scénarios hydrologiques requis pour les études d'impacts hydrologiques nécessitent de disposer de scénarios météorologiques non biaisés et qui soient de surcroît adaptés aux échelles spatiales et temporelles des hydro-systèmes considérés. Les scénarios météorologiques obtenus en sortie brute des modèles de climat et/ou des modèles de prévision numérique du temps sont de ce fait non appropriées. Les sorties de ces modèles sont par suite souvent adaptées à l'aide de Méthodes de Descente d'Echelle Statistique (MDES). Depuis les années 2000, les MDES ont beaucoup été utilisées pour la génération de scénarios météorologiques en un site. En revanche, la génération de scénarios spatiaux couvrant de larges territoires est une tâche plus difficile, en particulier lorsque l'on souhaite respecter la cohérence spatiale des précipitations à prédire. Parmi les MDES usuelles, les approches basées sur la recherche de situations analogues passées permettent de satisfaire cette contrainte. Dans cette thèse, nous évaluons la capacité d'un Modèle Analog (MA) – où l'analogie porte sur les géopotentiels 1 000 et 500 hPa – pour la génération de scénarios de précipitation spatialement cohérents pour le territoire Français métropolitain. Dans un premier temps, la transposition spatiale du modèle MA est évaluée : le modèle s'avère utilisable pour la génération de scénarios spatiaux cohérents sur des territoires couvrant plusieurs dizaines de milliers de kilomètres carrés dès lors qu'aucune barrière climatique n'est rencontrée. Dans un second temps, nous évaluons la sensibilité des performances de prédiction à l'agrégation spatiale de la variable à prédire. L'augmentation de performance avec l'agrégation s'explique alors par la diminution de la variabilité du prédictand, pour autant que les variables de grande échelle considérées soient de bons prédicteurs pour la région considérée. Dans une dernière étude, nous explorons la possibilité d'améliorer la performance locale du modèle analogue par l'ajout de prédicteurs locaux. Le modèle combiné qui en résulte permet d'accroître sensiblement les performances de prédiction par l'adaptation du lien d'échelle sur la base d'un jeu de prédicteurs additionnels. Il apparaît de plus que la pertinence de ces prédicteurs dépend de la situation de grande échelle rencontrée ainsi que de la région considérée
Hydrological scenarios required for the impact studies need to have unbiased meteorological scenarios adapted to the space and time scales of the considered hydro-systems. Hence, meteorological scenarios obtained from global climate models and/or numerical weather prediction models are not really appropriated. Outputs of these models have to be post-processed, which is often carried out thanks to Statistical Downscaling Methods (SDMs). Since the 2000's, SDMs are widely used for the generation of scenarios at a single site. The generation of relevant precipitation fields over large regions or hydro-systems is conversely not straightforward, in particular when the spatial consistency has to be satisfied. One strategy to fulfill this constraint is to use a SDM based on the search of past analog situations. In this PhD, we evaluate the ability of an Analog Model (AM) – where the analogy is applied to the geopotential heights 1000 and 500 hPa – for the generation of spatially coherent precipitation scenarios over the French metropolitan territory. In a first part, the spatial transferability of an AM is evaluated: the model appears to be usable for the generation of spatial coherent scenarios over territories covering several tens of thousands squared kilometers if no climatological barrier is met in between. In a second part, we evaluate the sensitivity of the prediction performance to the spatial aggregation of the predictand. The performance increases with the aggregation level as long as the large scale variables are good predictors of precipitation for the region under consideration. This performance increase has to be related to the decrease of the predictand variability. We finally explore the possibility of improving the local performance of the AM using additional local scale predictors. For each prediction day, the prediction is obtained from a parametric regression model, for which predictors and parameters are estimated from the analog dates. The resulting combined model noticeably allows increasing the prediction performance by adapting the downscaling link for each prediction day. The selected predictors for a given prediction depend on the large scale situation and on the considered region

Dans ce travail de thèse, nous proposons une stratégie de test orienté propriété pour des systèmes de contrôle-commande. Les propriétés auxquelles nous nous intéressons sont des propriétés de haut niveau liées aux modes de défaillance les plus critiques du système. Notre stratégie se base sur une construction incrémentale de scénarios de test. Chaque étape explore les évolutions possibles du système à partir de situations qualifiées de " dangereuses " qui sont identifiées à l'étape précédente. À chaque étape, deux méthodes de sélection de séquences sont utilisées : la sélection aléatoire et le recuit simulé. Cette stratégie a été appliquée à l'étude de cas " la chaudière à vapeur ". Les résultats obtenus confirment la faisabilité ainsi que l'utilité de notre construction incrémentale de scénarios de test. Afin d'améliorer les performances du recuit simulé vis-à-vis de deux critères fondamentaux pour le test, à savoir la rapidité et l'efficacité, nous définissons deux approches qui permettent, à efficacité égale, de diminuer les temps de test prohibitifs requis par le recuit simulé. Ces approches ont été intégrées dans le cadre de notre stratégie de test et évaluées sur l'étude de cas de la chaudière à vapeur.

La mécanique numérique est aujourd'hui au cœur d'un important flux de données. D'un côté, l'identification des lois de comportement utilisées dans les simulations éléments finis repose sur de riches données expérimentales (mesures de champs). D'un autre côté, les calculs multiéchelles fournissent un très grand nombre de valeurs discrètes de champs de déplacement, déformation et contrainte, dont on extrait des connaissances sur la réponse effective du matériau. Entre ces données, la loi de comportement apparaît comme un goulot contraignant le champ des possibles. En rupture avec cette approche, Kirchdoerfer et Ortiz (Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 304, 81-101) ont proposé un paradigme de mécanique numérique sans modèle, appelé data-driven computational mechanics. La réponse matériau y est uniquement représentée par une base de données (couples déformation-contrainte). Le problème mécanique est alors reformulé comme une mini- misation sous contrainte de la distance entre (i) l'état déformation-contrainte mécanique de la structure, et (ii) la base de données matériau. Ces travaux de thèse se concentrent sur la question de la couverture de l'espace par les données matériau, notamment dans le cadre des grandes transformations. Ainsi, l'approche data-driven est d'abord étendue à la mécanique non linéaire : nous considérons deux formulations différentes et proposons pour chacune d'elles un solveur éléments finis. Nous explorons ensuite la génération de base de données sur mesure, grâce à une méthode d'échantillonnage mécaniquement motivée. Nous évaluons l'approche au moyen d'analyses éléments finis de structures complexes en grandes déformations. Enfin, nous proposons une première stratégie de calcul multiéchelle pilotée par les données, qui permet d'enrichir de façon adaptative la base de données matériau
Computational mechanics is a field in which a large amount of data is both consumed and produced. On the one hand, the recent developments of experimental measurement techniques have provided rich data for the identification process of constitutive models used in finite element simulations. On the other hand, multiscale analysis produces a huge amount of discrete values of displacements, strains and stresses from which knowledge is extracted on the overall material behavior. The constitutive model then acts as a bottleneck between upstream and downstream material data. In contrast, Kirchdoerfer and Ortiz (Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 304, 81-101) proposed a model-free computing paradigm, called data-driven computational mechanics. The material response is then only represented by a database of raw material data (strain-stress pairs). The boundary value problem is thus reformulated as a constrained distance minimization between (i) the mechanical strain-stress state of the body, and (ii) the material database. In this thesis, we investigate the question of material data coverage, especially in the finite strain framework. The data-driven approach is first extended to a geometrically nonlinear setting: two alternative formulations are considered and a finite element solver is proposed for both. Second, we explore the generation of tailored databases using a mechanically meaningful sampling method. The approach is assessed by means of finite element analyses of complex structures exhibiting large deformations. Finally, we propose a prototype multiscale data-driven solver, in which the material database is adaptively enriched

L’équilibre rédox entre les niveaux des espèces réactives de l’oxygène et de l’azote (ROS, RNS) et les espèces antioxydantes cellulaires est déterminant pour le fonctionnement normal de la cellule et sa viabilité. Le déséquilibre redox ou « stress oxydant » peut altérer les voies de signalisation cellulaires et générer des dommages sur les protéines, les lipides et l’ADN des cellules. Il est ainsi associé à de nombreuses pathologies, notamment les cancers. Les cellules cancéreuses présentent une dérégulation redox importante et un stress oxydant basal intrinsèque plus élevé par rapport aux cellules normales. Elles sont donc très dépendantes des systèmes antioxydants pour leur viabilité. Ainsi, l’administration de drogues qui i) génèrent des ROS / RNS additionnelles ou ii) inhibent les systèmes antioxydant cellulaires, permet une cytotoxicité sélective contre les cellules cancéreuses. C’est la base biologique de la « thérapie anticancéreuse basée sur la modulation de l’équilibre redox». Dans ce contexte, nos travaux ont pour but de décrypter les mécanismes redox derrière l’activité anticancéreuse de la vitamine C (VitC) et de l’auranofin (AUF), seuls ou en combinaison, dans le modèle du cancer du sein. La VitC à des concentrations pharmacologiques élevées présente des propriétés pro-oxydantes. Dans cette étude, l’activité anticancéreuse de la VitC contre les lignées du cancer du sein est associée à une génération extracellulaire et intracellulaire de peroxyde d'hydrogène (H₂O₂) accompagnée d'une oxydation intracellulaire du glutathion (GSH). L’approche protéomique «redoxome» a révélé que la VitC induit une altération de l'état rédox d’enzymes antioxydantes clés et d'un certain nombre de protéines contenant des cystéines, impliquées dans les métabolismes de l’ARN et l’ADN et dans les processus énergétiques. La VitC est également responsable d’un retard dans la progression du cycle cellulaire et d’une inhibition de la traduction. Finalement, des analyses bioinformatiques ont montré que les niveaux d'expression de la peroxiredoxine 1 (PRDX1) sont corrélés à la cytotoxicité différentielle de la VitC dans les cellules cancéreuses du sein. L'AUF, un antirhumatismal, est un inhibiteur des thiorédoxines réductases qui a reçu une attention croissante pour son activité anticancéreuse. Nos travaux montrent que l’AUF inhibe également le système antioxydant du GSH et que cette inhibition est primordiale pour son activité anticancéreuse. L’AUF modifie l'état redox de nombreuses protéines impliquées dans la prolifération et le cycle cellulaire, et provoque une déplétion des dNTPs et un arrêt du cycle cellulaire. De façon remarquable, nous avons démontré que la combinaison de l’AUF et de la VitC présente une cytotoxicité accrue, synergique, médiée par H₂O₂ dans les cellules MDA-MB-231 et d'autres lignées cellulaires du cancer du sein sans trop affecter les cellules normales. In vivo, l’efficacité de la combinaison AUF/VitC a été validée sur des xénogreffes de MDA-MB-231 chez les souris sans présenter une toxicité notable, tandis que l'administration de l’AUF ou de la VitC en monothérapie n’inhibe pas la croissance tumorale. Enfin, les analyses protéomiques, bioinformatiques et fonctionnelles ont identifié la prostaglandine réductase 1 (PTGR1) comme biomarqueur prédictif de la réponse des cellules cancéreuses du sein à la combinaison AUF/VitC. En résumé, ces résultats contribuent à une meilleure compréhension des mécanismes anticancéreux de la VitC et de l'AUF, seuls et en combinaison. En particulier, la combinaison de ces deux médicaments disponibles et non toxiques pourrait être efficace contre le cancer du sein triple négatif et potentiellement d'autres cancers présentant des propriétés redox similaires. Ainsi, une évaluation préclinique et clinique de ces traitements ouvrira la voie à des nouvelles thérapies anticancéreuses basées sur la modulation de l’équilibre redox cellulaire
Reactive oxygen and nitrogen species (ROS, RNS) homeostasis and intracellular reductive/oxidative (redox) dynamics play a key role in regulating cell fate and are critical for normal cellular functions. Oxidative stress via the disruption of redox homeostasis can lead to aberrant cell signaling and toxic oxidative damage of DNA, lipids and proteins, and is therefore associated with human pathologies such as cancers. Cancer cells experience extensive redox deregulation and generally exhibit higher intrinsic basal oxidative stress than normal cells, as a consequence, they are more dependent on their antioxidant systems for survival. Thus, the administration of a drug generating additional ROS / RNS or inhibiting cellular antioxidant systems will exert a selective cytotoxicity towards cancer cells while sparing their normal counterparts. This is the biological basis for « redox-based anticancer therapy ». The work described here aims to investigate the redox-based anticancer activity of vitamin C (VitC) and auranofin (AUF), as single drugs or in combination, in breast cancer model. VitC at high pharmacological concentrations shows pro-oxidant properties. In this study, we showed that VitC anticancer activity against breast cancer cell lines was associated to extracellular and intracellular generation of hydrogen peroxide (H₂O₂), accompanied by the oxidation of intracellular glutathione (GSH). A “redoxome” proteomics approach revealed that VitC induces alterations of the redox state of key antioxidant enzymes and a number of cysteines-containing proteins including many proteins involved in RNA and DNA metabolisms and energetic processes. Cell cycle arrest and translation inhibition are associated with VitC-induced cytotoxicity. Finally, bioinformatics analysis and biological experiments identified that peroxiredoxin 1 (PRDX1) expression levels correlate with VitC differential cytotoxicity in breast cancer cells. AUF, an antirheumatic drug and known inhibitor of thioredoxin reductases, has been repurposed recently as a potent anticancer drug. We showed that AUF acts on both the thioredoxin and GSH systems and its impact on GSH system is essential for its anticancer activity. AUF alters the redox state of a number of nucleic acid-binding proteins involved in cell proliferation, cell division and cell cycle, triggering dNTP depletion and cell cycle arrest. Importantly, we observed that the combination of AUF and VitC reveals a synergetic and H₂O₂-mediated cytotoxicity towards MDA-MB-231 cells and other breast cancer cell lines without much impact on normal cells, thus decreasing the cytotoxic concentrations of AUF or VitC single drug. The anticancer potential of AUF/VitC combinations was validated in vivo on MDA-MB-231 xenografts in mice without notable side effects, while administration of AUF or VitC as a single agent failed to suppress tumor growth. Finally, SILAC proteomics, bioinformatics analysis, and functional experiments linked prostaglandin reductase 1 (PTGR1) expression levels with breast cancer cell response to AUF/VitC combination, thus identifying a potential predictive biomarker. Overall, these results provide new insights into the anticancer mechanisms of VitC and AUF, as single drugs and in combination. In particular, this combination of two non-toxic and commonly available drugs could be efficient against triple-negative breast cancer and potentially other cancers with similar redox properties. Further assessment in preclinical and clinical studies of these drugs and combinations could open new avenues for redox-based anticancer therapy

Les travaux proposés dans cette thèse, effectuée dans le cadre du projet ANR TASCCC, présentent une technique de génération de tests à partir de modèles comportementaux en UML/OCL et de proprié- tés temporelles. Pour cela, nous décrivons un langage de propriétés temporelles inspiré des patrons de propriétés introduits par M. Dwyer et al.. Une propriété est définie comme la combinaison d'une portée, qui représente les exécutions du système dans laquelle un motif doit être satisfait. Nous associons à chaque portée et motif une sémantique à base d'automates particuliers, les automates de substitution. Par un mécanisme de substitution d'un automate de motif dans un automate de portée, nous obtenons un automate représentant la sémantique de la propriété. Nous avons ensuite défini des critères de couverture nominaux, inspirés des critères de couverture classiques sur les automates, spécifiques à nos automates de propriété. Ces critères se concentrent sur les informations supplémentaires apportées par la propriété originale, telles que ses évènements, sa portée et son motif. En complément, nous avons défini un critère de couverture qui, par le biais de mutation d'évènements de certaines transitions, permet de cibler des exécutions potentiellement dangereuses du système en tentant de provoquer les évènements interdits de la propriété. Ensuite, nous avons défini pour chaque critère un algorithme qui permet d'extraire des chemins dans l'automate, ciblant les éléments du critère considéré. Ces chemins sont traduits en scénarios dans un langage que nous avons défini. Enfin, un dépliage combinatoire de ces scénarios, éventuellement guidé par des directives de pilotage intégrées à celui-ci, permet la génération de cas de tests abstraits. Finalement, cette approche a été validée par une expérimentation sur une étude de cas dans ce document et sur GlobalPlatform, l'étude de cas de taille industrielle dans le cadre du projet TASCCC.

Avec la generalisation de leur emploi et des exigences de qualite croissantes, la validation des systemes logiciels devient problematique. Les methodes formelles sont considerees comme la solution a utiliser pour verifier les systemes dits critiques. Toutefois, sauf dans des cas tres precis, elles n'ont jusqu'a present pas ete capables de faire face a la taille et a la complexite des applications industrielles. Parallelement au debut de cette these, lpv, une nouvelle technologie de validation du logiciel basee sur la programmation lineaire, naissait a l'universite de caen et nous avons participe a sa mise au point en travaillant pour le cnet caen a la modelisation d'une carte a microprocesseur dans le but de generer des scenarios de test non triviaux. Le premier chapitre presente le contexte et les techniques visant a ameliorer la qualite du logiciel. Il se termine en situant ce travail dans le monde des cartes a microprocesseur et en donnant les objectifs de la these. Apres avoir expose les principes de lpv, le deuxieme chapitre presente l'utilisation informelle en eclaireur de cette technologie dans le cadre de la generation de scenarios de test non triviaux pour les cartes a microprocesseur. L'objectif etait de voir les problemes rencontres lors d'une telle application. Les solutions ad hoc et pragmatiques proposees ont servi, d'une part, a definir les elements essentiels pour obtenir une technologie de validation applicable a des problemes industriels et, d'autre part, a alimenter le travail theorique qui a conduit l'ensemble de l'equipe lpv a produire des solutions praticables aux problemes souleves lors de ces experiences. Nous concluons la these en presentant des extensions necessaires pour faire de lpv un veritable outil de genie logiciel.

Le Big Data, phénomène sociotechnique porteur de mythes, se traduit dans les entreprises par la mise en place de premiers projets, plus particulièrement des projets de Data Science. Cependant, ils ne semblent pas générer la valeur espérée. La recherche-action menée au cours de 3 ans sur le terrain, à travers une étude qualitative approfondie de cas multiples, pointe des facteurs clés qui limitent cette génération de valeur, et notamment des modèles de processus projet trop autocentrés. Le résultat est (1) un modèle ajusté de dispositif projet data (Brizo_DS), ouvert et orienté sur les usages, dont la capitalisation de connaissances, destiné à réduire les incertitudes propres à ces projets exploratoires, et transposable à l’échelle d’une gestion de portefeuille de projets data en entreprise. Il est complété par (2) un outil de documentation de la qualité des données traitées, le Databook, et par (3) un dispositif de Médiation Homme-Données, qui garantissent l’alignement des acteurs vers un résultat optimal
Big Data, a sociotechnical phenomenon carrying myths, is reflected in companies by the implementation of first projects, especially Data Science projects. However, they do not seem to generate the expected value. The action-research carried out over the course of 3 years in the field, through an in-depth qualitative study of multiple cases, points to key factors that limit this generation of value, including overly self-contained project process models. The result is (1) an open data project model (Brizo_DS), orientated on the usage, including knowledge capitalization, intended to reduce the uncertainties inherent in these exploratory projects, and transferable to the scale of portfolio management of corporate data projects. It is completed with (2) a tool for documenting the quality of the processed data, the Databook, and (3) a Human-Data Mediation device, which guarantee the alignment of the actors towards an optimal result

Distributed systems lie at the heart of many modern applications (social networks, web services, etc.). However, developers face many challenges in implementing distributed systems. The major one we focus on is avoiding the erroneous behaviors, that do not appear in the requirements of the distributed system, and that are caused by the concurrency between the entities of this system. The automatic code generation from requirements of distributed systems remains an old dream. In this thesis, we consider the automatic generation of a skeleton of code covering the interactions between the entities of a distributed system. This allows us to avoid the erroneous behaviors caused by the concurrency. Then, in a later step, this skeleton can be completed by adding and debugging the code that describes the local actions happening on each entity independently from its interactions with the other entities. The automatic generation that we consider is from a scenario-based specification that formally describes the interactions within informal requirements of a distributed system. We choose High-level Message Sequence Charts (HMSCs for short) as a scenario-based specification for the many advantages that they present: namely the clear graphical and textual representations, and the formal semantics. The code generation from HMSCs requires an intermediate step, called "Synthesis" which is their transformation into an abstract machine model that describes the local views of the interactions by each entity (A machine representing an entity defines sequences of messages sending and reception). Then, from the abstract machine model, the skeleton's code generation becomes an easy task. A very intuitive abstract machine model for the synthesis of HMSCs is the Communicating Finite State Machine (CFSMs). However, the synthesis from HMSCs into CFSMs may produce programs with more behaviors than described in the specifications in general. We thus restrict then our specifications to a sub-class of HMSCs named "local HMSC". We show that for any local HMSC, behaviors can be preserved by addition of communication controllers that intercept messages to add stamping information before resending them. We then propose a new technique that we named "localization" to transform an arbitrary HMSC specification into a local HMSC, hence allowing correct synthesis. We show that this transformation can be automated as a constraint optimization problem. The impact of modifications brought to the original specification can be minimized with respect to a cost function. Finally, we have implemented the synthesis and the localization approaches into an existing tool named SOFAT. We have, in addition, implemented to SOFAT the automatic code generation of a Promela code and a JAVA code for REST based web services from HMSCs.

Cette thèse a pour objectif de créer et évaluer un modèle narratif pour les jeux vidéo émergents dont une part importante du contenu est générée de façon procédurale. Elle propose pour cela une application dans le jeu vidéo Minecraft. L'approche classique de la narration dans les jeux vidéo s'adaptant difficilement à des expériences de jeu plus libres nous proposons de donner au joueur les moyens de transformer le récit en temps réel et de manière explicite grâce à une forme narrative modulaire et adaptative au contexte de jeu courant. Dans un premier temps, la thèse explore les liens entre narration et interaction par le biais de l'étude des rôles de la narration dans les jeux vidéo. Puis, dans un deuxième temps, nous identifions les propriétés qui caractérisent les jeux vidéo émergents afin d'exposer les enjeux narratifs de ce type d'expérience de jeu. Dans un troisième temps, nous détaillons notre proposition d'un modèle narratif adapté aux jeux vidéo émergents ainsi que l'architecture logiciel permettant au joueur de transformer le récit en temps réel. Finalement, nous présentons deux expérimentations visant à vérifier nos hypothèses et à évaluer notre modèle narratif
This thesis aims to create and evaluate a narrative model for emergent videogames that make extensive use of procedurally generated content. As such, an application of this model is presented within the videogame Minecraft. The usual approach to narratives in videogames can hardly be applied to experiences of play that involve more freedom from the player's perspective, such as what offer emergents videogames. Thus, we aim to provide players with the means to explicitly alter the story in real time, thanks to a context sensitive and modular narrative form. First, we explore the relationship betweenstorytelling and interactivity by studying the various roles held by narratives in videogames. Then, we identify the properties that define emergent videogames to better expose the narrative challenges they represent. Next, we detail our proposal of a narrative model suitable for emergent games as well as the architecture allowing players to transform the story in real time. Finally, we present an experiment in which we evaluate the validity of our narrative model in the context of emergent videogames

Un serious game est un jeu conçu dans un objectif autre que le seul divertissement. Dans cette thèse, nous nous intéressons à un type particulier des jeux sérieux : les jeux d'apprentissage. Il s'agit de jeux qui rendent l'apprentissage plus attractif et amusant à travers des défis ludiques qui suscitent la motivation et l'engagement des apprenants. Dans ce cadre, la problématique de la thèse porte sur la génération automatique des scénarios pédagogiques dans les jeux d'apprentissage. Il s'agit ainsi d'appréhender l'intégration du scénario pédagogique avec le jeu vidéo dans le cadre d'un jeu d'apprentissage. Par scénario pédagogique, nous entendons une suite d'activités pédagogiques, intégrées dans un jeu ludique, permettant à l'apprenant d'atteindre un ou plusieurs objectifs pédagogiques. L'objectif de notre recherche est de définir des modèles de représentation et de raisonnement permettant la génération adaptative de scénarios pédagogiques qui peuvent être utilisés dans des jeux sérieux, en particulier dans les jeux d'apprentissage. Les scénarios ici doivent tenir compte du profil de l'utilisateur, ses objectifs d'apprentissage ainsi que ses traces d'interaction. Ces dernières sont utilisées pour mettre à jour le profil de l'utilisateur et de faire évoluer les connaissances du domaine. Le modèle de représentation de connaissances proposé permet d'organiser les connaissances du domaine dans une architecture à trois couches : concepts du domaine, ressources pédagogiques et ressources du jeu. Pour chacune de ces couches, la thèse propose une formalisation adaptée. Cette organisation générique permet de faire évoluer les éléments d'une couche donnée sans remettre en cause les éléments des autres couches. Egalement, elle permet de mettre en relation les mêmes connaissances du domaine avec différents jeux. Quant au modèle de génération de scénarios, il recense trois étapes successives. Premièrement, à partir du profil de l'utilisateur et de ses objectifs pédagogiques, on génère un scénario conceptuel. Il s'agit de sélectionner un certain nombre de concepts, parmi l'ensemble des concepts de la première couche, permettant de satisfaire les concepts cibles. Ces derniers représentent les objectifs pédagogiques de l'utilisateur. Le scénario conceptuel est ensuite transformé en scénario pédagogique. Pour cela, il s'agit de sélectionner pour chaque concept du scénario conceptuel une ou plusieurs ressources en relation avec celui-ci. Cette sélection tient compte du modèle de présentation et des connaissances d'adaptation. Le premier permet de structurer les ressources pédagogiques en fonction de leur type. Les connaissances d'adaptation permettent de fixer le niveau de difficulté pour chaque ressource du scénario pédagogique. La troisième et dernière étape consiste à mettre en relation les ressources du scénario pédagogique avec les ressources de jeux en tenant compte du modèle de jeu. En se basant sur les différents modèles de représentation et de raisonnement proposés, nous avons développé la plate-forme GOALS (Generator Of Adaptive Learning Scenarios). Il s'agit d'une plate-forme, générique et accessible en ligne, permettant la génération de scénarios pédagogiques adaptatifs. Cette plate-forme a été utilisée dans le cadre d'un jeu sérieux pour l'évaluation et la rééducation des troubles cognitifs dans le cadre du projet FUI CLES (Cognitive Linguistic Elements Stimulation). Afin de valider nos contributions, nous avons mené plusieurs évaluations dans le cadre du projet CLES. L'objectif de ces évaluations est, d'une part, de valider les modèles du générateur de scénarios, d'autre part, d'étudier l'impact des scénarios GOALS sur l'apprentissage des apprenants. Pour ces deux objectifs, nous avons proposé deux protocoles d'évaluation. Ces protocoles ont été mis en œuvre dans le cadre de deux expérimentations sur le terrain
A serious game is a game whose principal objective is other than only entertainment. In this thesis, we are interested in a particular type of serious games: the learning games. These games make the learning process more attractive and amusing through fun-based challenges that increase the motivation and engagement of learners. In this context, this thesis focuses on the problem of the automatic generation of pedagogical scenarios in the learning games. It is thus a question of apprehending the integration of a pedagogical scenario with computer games within the context of learning games. By pedagogical scenario, we mean a suite of pedagogical activities, integrated in a learning game, allowing a learner to achieve one or more pedagogical objectives. The objective of our research is to define representation and reasoning models allowing the generation of adaptive pedagogical scenarios which can be used in serious games, in particular the learning games. The generated scenarios should take into account the user’s profile, pedagogical goals and also his interaction traces. The traces get used to update the user profile and to evolve the domain knowledge. The proposed knowledge representation model allows organizing the domain knowledge in three-layer architecture: the domain concepts layer, the pedagogical resources layer and the game resources layer. For each of these layers, we have proposed an adapted formalization. The generic organization of knowledge allows evolving the elements of a layer without changing or affecting the elements of other layers. Similarly, it allows putting into relation the same domain knowledge with different games.As for the scenario generation model, it comprises of three successive steps. Firstly, starting from the user profile and his pedagogical objectives, it generates a conceptual scenario. This consists in selecting a certain number of concepts, among the domain concepts of the first layer, allowing satisfying the targeted concepts. These targeted concepts represent the pedagogical objectives of the user. The conceptual scenario is then transformed into the pedagogical scenario. For this, it requires to select for each concept in the conceptual scenario one or many pedagogical resources in relation with the concept in question. This selection takes into account the presentation model and the adaptation knowledge. The former allows structuring the pedagogical resources according to their type. The adaptation knowledge allows setting the difficulty level for each pedagogical resource in the pedagogical scenario. The third and final step consists in putting into relation the pedagogical resources of the pedagogical scenario with the game resources keeping into account the game model. On the basis of the proposed models of representation and reasoning, we have developed the platform GOALS (Generator Of Adaptive Learning Scenarios). It is a platform, generic and accessible on-line, allowing the generation of adaptive pedagogical scenarios. This platform has been used in the context of a serious game for the evaluation and reeducation of cognitive troubles within the context of the FUI project CLES (Cognitive Linguistic Elements Stimulations). To validate our contribution, we have conducted several evaluations in the context of project CLES. The objective of these evaluations is two-fold; firstly, to validate the scenario generator models, secondly, to study the impact of the scenarios generated by GOALS on the learning of users. For these two objectives, we have proposed two evaluation protocols. These protocols have been put into practice in the context of two field experiments

Cette thèse a pour objectif de créer et évaluer un modèle narratif pour les jeux vidéo émergents dont une part importante du contenu est générée de façon procédurale. Elle propose pour cela une application dans le jeu vidéo Minecraft. L'approche classique de la narration dans les jeux vidéo s'adaptant difficilement à des expériences de jeu plus libres nous proposons de donner au joueur les moyens de transformer le récit en temps réel et de manière explicite grâce à une forme narrative modulaire et adaptative au contexte de jeu courant. Dans un premier temps, la thèse explore les liens entre narration et interaction par le biais de l'étude des rôles de la narration dans les jeux vidéo. Puis, dans un deuxième temps, nous identifions les propriétés qui caractérisent les jeux vidéo émergents afin d'exposer les enjeux narratifs de ce type d'expérience de jeu. Dans un troisième temps, nous détaillons notre proposition d'un modèle narratif adapté aux jeux vidéo émergents ainsi que l'architecture logiciel permettant au joueur de transformer le récit en temps réel. Finalement, nous présentons deux expérimentations visant à vérifier nos hypothèses et à évaluer notre modèle narratif
This thesis aims to create and evaluate a narrative model for emergent videogames that make extensive use of procedurally generated content. As such, an application of this model is presented within the videogame Minecraft. The usual approach to narratives in videogames can hardly be applied to experiences of play that involve more freedom from the player's perspective, such as what offer emergents videogames. Thus, we aim to provide players with the means to explicitly alter the story in real time, thanks to a context sensitive and modular narrative form. First, we explore the relationship betweenstorytelling and interactivity by studying the various roles held by narratives in videogames. Then, we identify the properties that define emergent videogames to better expose the narrative challenges they represent. Next, we detail our proposal of a narrative model suitable for emergent games as well as the architecture allowing players to transform the story in real time. Finally, we present an experiment in which we evaluate the validity of our narrative model in the context of emergent videogames

Cette thèse s’intéresse à la prévision à court terme de la demande électrique d’une maison intelligente et des réseaux de distribution. Les données mesurées par les compteurs intelligents permettent de caractériser la demande électrique à l’échelle d’une maison et de la comparer à la demande régionale, pour étudier notamment l’effet de foisonnement. Cette analyse permet de développer des modèles de prévision de cette demande. Ces modèles sont de nature statistique et font usage de méthodes d’apprentissage automatique. Un soin particulier est porté à la sélection de variables d’entrée pertinentes. Afin d’être déployés dans un environnement opérationnel, les modèles doivent faire preuve de réplicabilité : fonctionnement autonome, aptitude à s’adapter à de multiple situations, et robustesse face aux données erronées. Plusieurs produits de prévision sont développés et évalués avec plusieurs jeux de données : des prévisions probabilistes à différentes résolutions, et des scénarios journaliers de la demande. Enfin, les habitudes relatives à un usage électrique particulier, à savoir le chargement d’une batterie de véhicule électrique, sont modélisées pour produire des scénarios prédictifs de la demande de cet usage spécifique
This thesis is devoted to the short-term forecasting of electricity demand of smart homes and distribution grids. The household demand data provided by smart meters is analyzed to characterize the electricity demand at the local scale and compared to this at the regional scale, so as to examine the aggregation effect. This thorough analysis enables the designing of models that forecast the future demand. The models make use of advanced statistical tools and machine-learning techniques. The inputs are selected with special care for their relevancy to the household demand. To be deployed in an operational environment, the models must be replicable: low to no maintenance, adaptability to various situations, and robustness to the lack of data. Several demand forecasting products are developed and compared to actual datasets: probabilistic forecasts at different temporal and spatial resolutions, and daily demand scenarios. Finally, the habits related to a domestic appliance, namely the charging of an electric vehicle battery, are modeled in order to generate forecasting scenarios of the appliance demand

Nous proposons une approche qui génère des scénarios de visualisation à partir des descriptions de tâches d'analyse de code. La dérivation de scénario est considérée comme un processus d'optimisation. Dans ce contexte, nous évaluons différentes possibilités d'utilisation d'un outil de visualisation donnée pour effectuer la tâche d'analyse, et sélectionnons le scénario qui nécessite le moins d'effort d'analyste. Notre approche a été appliquée avec succès à diverses tâches d'analyse telles que la détection des défauts de conception.
We propose an approach that derives interactive visualization scenarios from descriptions of code analysis tasks. The scenario derivation is treated as an optimization process. In this context, we evaluate different possibilities of using a given visualization tool to perform the analysis task, and select the scenario that requires the least effort from the analyst. Our approach was applied successfully to various analysis tasks such as design defect detection and feature location.

Un concept innovant de réacteurs nucléaires à sels fondus, le Thorium Molten Salt Reactor (TMSR), a été défini au LPSC Grenoble. Le présent mémoire porte sur les études, optimisations et caractérisations réalisées sur les configurations en spectre rapide de ce concept, appelées ‘TMSR non modérés' ou TMSR-NM, très prometteuses. Le cœur est un simple cylindre dans lequel circule un sel fluore contenant du LiF et le combustible. Nos études portent sur les caractéristiques de ces réacteurs en termes de sûreté, inventaire fissile, retraitement chimique, production de déchets et capacité de régénération et de déploiement. Un tel réacteur présente maints avantages intrinsèques permettant un fonctionnement simple et sûr en cycle du combustible Thorium, ainsi que l'utilisation de divers éléments fissiles au démarrage tels l'233U, 235U ou les transuraniens issus des réacteurs actuels. Ceci permettrait une transition optimisée vers le cycle Thorium tout en fermant le cycle actuel.

Les émotions jouent un rôle important dans la prise de décision quotidienne. En effet, elles influencent grandement la manière dont les individus interagissent avec leur environnement. Dans cette étude nous avons premièrement conçu un environnement virtuel de conduite automobile, puis créé des scénarios générateurs d’émotions à l’aide de la méthode Belief-Desire-Intention. Nous avons évalué l’efficacité de ces scénarios à l’aide d’un groupe de 30 personnes et d’un casque électroencéphalogramme pour mesurer leurs émotions. On observe que plus de 70% des scénarios conçus avec cette méthode ont généré l’émotion que l’on avait anticipée chez 52% à 76% des participants. La deuxième phase de cette expérience porte sur la réduction d’émotions avec un agent correcteur. Nous avons noté une efficacité de la réduction des émotions allant de 36.4% jusqu’à 70.0% des participants à travers les différents scénarios.
Emotions play an important role in daily decision-making. Indeed, they greatly influence how individuals interact with their environment. In this study, we first designed a virtual driving environment and various emotion-inducing scenarios using the Belief-Desire-Intention method. We evaluated the effectiveness of these scenarios with a group of 30 people and an EEG headset to measure the emotions. Over 70% of scenarios designed with this method induced the emotion that had been anticipated in 52% to 76% of the participants. The second phase of this experiment is the reduction of emotions with a corrective agent. We noted an efficiency in reducing emotions ranging from 36.4% to 70.0% of the participants through the different scenarios.

Cette thèse porte sur les problèmes de tournées de véhicules avec fenêtres de temps où un gain est associé à chaque client et où l'objectif est de maximiser la somme des gains recueillis moins les coûts de transport. De plus, un même véhicule peut effectuer plusieurs tournées durant l'horizon de planification. Ce problème a été relativement peu étudié en dépit de son importance en pratique. Par exemple, dans le domaine de la livraison de denrées périssables, plusieurs tournées de courte durée doivent être combinées afin de former des journées complètes de travail. Nous croyons que ce type de problème aura une importance de plus en plus grande dans le futur avec l'avènement du commerce électronique, comme les épiceries électroniques, où les clients peuvent commander des produits par internet pour la livraison à domicile. Dans le premier chapitre de cette thèse, nous présentons d'abord une revue de la littérature consacrée aux problèmes de tournées de véhicules avec gains ainsi qu'aux problèmes permettant une réutilisation des véhicules. Nous présentons les méthodologies générales adoptées pour les résoudre, soit les méthodes exactes, les méthodes heuristiques et les méta-heuristiques. Nous discutons enfin des problèmes de tournées dynamiques où certaines données sur le problème ne sont pas connues à l'avance. Dans le second chapitre, nous décrivons un algorithme exact pour résoudre un problème de tournées avec fenêtres de temps et réutilisation de véhicules où l'objectif premier est de maximiser le nombre de clients desservis. Pour ce faire, le problème est modélisé comme un problème de tournées avec gains. L'algorithme exact est basé sur une méthode de génération de colonnes couplée avec un algorithme de plus court chemin élémentaire avec contraintes de ressources. Pour résoudre des instances de taille réaliste dans des temps de calcul raisonnables, une approche de résolution de nature heuristique est requise. Le troisième chapitre propose donc une méthode de recherche adaptative à grand voisinage qui exploite les différents niveaux hiérarchiques du problème (soit les journées complètes de travail des véhicules, les routes qui composent ces journées et les clients qui composent les routes). Dans le quatrième chapitre, qui traite du cas dynamique, une stratégie d'acceptation et de refus des nouvelles requêtes de service est proposée, basée sur une anticipation des requêtes à venir. L'approche repose sur la génération de scénarios pour différentes réalisations possibles des requêtes futures. Le coût d'opportunité de servir une nouvelle requête est basé sur une évaluation des scénarios avec et sans cette nouvelle requête. Enfin, le dernier chapitre résume les contributions de cette thèse et propose quelques avenues de recherche future.
This thesis studies vehicle routing problems with time windows, where a gain is associated with each customer and where the objective is to maximize the total gain collected minus the routing costs. Furthermore. the same vehicle might be assigned to different routes during the planning horizon. This problem has received little attention in the literature in spite of its importance in practice. For example, in the home delivery of perishable goods (like food), routes of short duration must be combined to form complete workdays. We believe that this type of problem will become increasingly important in the future with the advent of electronic services, like e-groceries, where customers can order goods through the Internet and get these goods delivered at home. In the first chapter of this thesis, we present a review of vehicle routing problems with gains, as well as vehicle routing problems with multiple use of vehicles. We discuss the general classes of problem-solving approaches for these problems, namely, exact methods, heuristics and metaheuristics. We also introduce dynamic vehicle routing problems, where new information is revealed as the routes are executed. In the second chapter, we describe an exact algorithm for a vehicle routing problem with time windows and multiple use of vehicles, where the first objective is to maximize the number of served customers. To this end, the problem is modeled as a vehicle routing problem with gains. The exact algorithm is based on column generation, coupled with an elementary shortest path algorithm with resource constraints. To solve realistic instances in reasonable computation times, a heuristic approach is required. The third chapter proposes an adaptative large neighborhood search where the various hierarchical levels of the problem are exploited (i.e., complete vehicle workdays, routes within workdays and customers within routes). The fourth chapter deals with the dynamic case. In this chapter, a strategy for accepting or rejecting new customer requests is proposed. This strategy is based on the generation of multiple scenarios for different realizations of the requests in the future. An opportunity cost for serving a new request is then computed, based on an evaluation of the scenarios with and without the new request. Finally, the last chapter summarizes the contributions of this thesis and proposes future research avenues.