Tesis:

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Laganier, Frank S. "Simulation dynamique de procédés : méthodes itératives dynamiques pour la résolution de systèmes algébro-différentiels". Toulouse, INPT, 1993. http://www.theses.fr/1993INPT038G.

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Resumen

Parmi les strategies de resolution utilisees pour la simulation de procedes, il est de rigueur de distinguer entre approches modulaires et approches orientees equations. Cette dichotomie, si elle n'est pas depourvue d'une certaine validite, ne reflete pas la veritable problematique des approches possibles en simulation dynamique. Les modeles dynamiques de procedes chimiques que nous considerons sont constitues par des systemes d'equations differentielles et algebriques (eda), plus ou moins fortement couplees, qui sont resolus numeriquement par discretisation en une suite de systemes d'equations algebriques associes. Si lors de la resolution du systeme d'eda, une phase de decouplage precede celle de discretisation, la methode est dite iterative dynamique. Dans le cas contraire, elle est dite directe. La classe des methodes iteratives dynamiques possede un certain nombre de proprietes qui font d'elles des alternatives attrayantes aux methodes dynamiques directes. L'approche modulaire simultanee (ams) et l'approche par relaxation de fonctions (rf) sont deux exemples de methodes iteratives dynamiques que nous etudions avec plus d'attention. Selon la philosophie des approches modulaires, l'ams se decompose en deux niveaux. Un niveau module ou chaque module correspondant a une ou a un groupe d'operation(s) unitaire(s) est resolu individuellement et un niveau procede, ou le couplage entre modules par le biais des connexions entre ceux-ci est pris en compte. Le niveau procede est caracterise par le coordinateur qui gere l'horizon de temps sur lequel sont integres les modules, et promeut la convergence de la methode

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Favre, Wilfrid. "Contribution à la représentation bond graph des systèmes mécaniques multicorps". Lyon, INSA, 1997. http://theses.insa-lyon.fr/publication/1997ISAL0126/these.pdf.

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Resumen

Les travaux présentés dans cette thèse traitent de l'application de l'outil bond graph pour la représentation des systèmes mécaniques multicorps et de la mise en évidence de concepts de la mécanique analytique à travers cette représentation. Le bond graph est un langage graphique de modélisation, pour les systèmes pluridisciplinaires, basé sur la représentation des échanges d'énergie entre les phénomènes présents dans ces systèmes. Notre contribution se situe tout d'abord dans la mise en place d'une procédure de construction du bond graph des systèmes mécaniques multicorps. Cette procédure, nommée procédure de la représentation privilégiée, est systématique au niveau graphique et fournit une représentation dont le résultat graphique est moins complexe que le résultat issu de la procédure de Tiernego et Bos. De plus, nous apportons à la bibliothèque bond graph existante, une représentation générique de la liaison de contact ponctuel entre deux solides. Le modèle de contact ne considère que l'aspect des contraintes cinématiques de la liaison et certaines lois de comportement pour les phénomènes de dissipation (lois de type visqueux et lois de Coulomb). Nous proposons enfin plusieurs procédures d'exploitation causale du bond graph pour l'obtention de différentes formes d'équations dynamiques (équations de Newton-Euler, de Lagrange, d'Eler-Lagrange, de Hamilton). Nous présentons également plusieurs techniques augmentant le bond graph et permettant de préparer le modèle mathématique en vue de la simultation (résolution en coordonnées indépendantes, stabilisation de Baumgarte, techniques basées sur la méthode des perturbations singulières, et sur la méthode des pénalisateurs)
The work of this Ph. D. Thesis deals with the application of the bond graph technique for modelling multibody mechanical systems and for emphasizing the analytical mechanical concepts using this representation. Bond graph is a graphic language for modelling pluridisciplinary systems. It is based on the representation of energy transfers between system phenomena. Our first contribution consists of set ting up a procedure for building bond graphs of multibody mechanical systems. This procedure, called privileged representation procedure, is systematic at the graphic level. It provides a representation whose graphic result is Jess complex than that resulting from Tiernego and Bos' procedure. Furthermore we add a generic representation for the point contact joint between two bodies to the existing bond graph library. The contact model only takes into consideration the kinematic constraint aspects and the compartmental laws for the dissipative phenomena (laws of viscous type and Coulomb’s laws). Finally we propose several procedures for causal exploitation of the bond graph and then obtaining different forms of dynamic equations (Newton-Euler’s, Lagrange's, Euler-Lagrange’s, Hamilton’s equations). We also show several techniques which consist in graphically augmenting the bond graph and then enabling the mathematic model for the simulation to be prepared (independent coordinate formulation, Baumgarte stabilisation method, techniques based on the singular perturbation formulation and on the penalty formulation)

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Broy, Perrine. "Evaluation de la sûreté de systèmes dynamiques hybrides complexes : application aux systèmes hydrauliques". Phd thesis, Université de Technologie de Troyes, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01006308.

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Ces travaux s'intéressent à l'estimation de la fiabilité des évacuateurs de crues vannés. Le comportement fiabiliste de ces systèmes hydrauliques dépend à la fois d'événements aléatoires discrets, mais aussi de l'évolution d'une variable déterministe continue : ce sont des systèmes dynamiques hybrides. Pour ces systèmes, l'événement redouté est réalisé lorsque le niveau de la retenue atteint un seuil de sûreté. La démarche de fiabilité dynamique proposée dans cette thèse vise à prendre en compte l'information temporelle, de la modélisation à la synthèse d'indicateurs fiabilistes pour l'aide à la décision et développe deux contributions : 1) L'élaboration d'une base de connaissances dédiée à la description des évacuateurs de crues en termes de fiabilité dynamique. Chaque classe de composants est décrite par un automate stochastique hybride dont les états sont les différentes phases de son fonctionnement. 2) Le suivi de la simulation de Monte Carlo, le traitement et l'analyse des "histoires" (séquence de tous les états activés et des dates d'activation) obtenues en simulation. Cela permet de construire des indicateurs de fiabilité classique (probabilité d'occurrence de l'évènement redouté, identification des coupes équivalentes prépondérantes, ...). Des indicateurs de fiabilité dynamique basés sur la classification des histoires en fonction des dates de défaillance des composants concernés et sur l'estimation de l'importance dynamique sont aussi proposés.

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Chami, Mouhcine. "Modélisation et simulation des systèmes multi-physiques à l'aide des réseaux dynamiques hybrides à composants : application à la conversion d'énergie et au transport électrique terrestre". Besançon, 2005. http://www.theses.fr/2005BESA2011.

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L'objectif de ce travail est la modélisation et la simulation de systèmes multi - physique (électrique, mécanique, hydraulique,. . . ) et hybrides (comprenant une partie continue et une partie discrète). Pour répondre à cette attente nous avons étudié deux modèles : Le bond graph hybride et le Réseau Dynamique Hybride à Composants (RDHC). Ce dernier nous a semblé particulièrement bien adapté à la simulation parce qu'il intègre la topologie du système étudié et ne nécessite en conséquence pas de phase de traitement avant d'aboutir aux équations du système. D'autre part sa représentation de la partie discrète est plus naturelle puisqu'elle utilise les Réseaux de Petri. Pour toutes ces raisons nous avons opté pour ce modèle comme ossature à notre outil de simulation SimRDHC. Cet outil est réalisé en DELPHI sous windows est structuré en trois modules : - Edition de schéma "Tschema" / - Simulation "Srdhc" / - Tracé de courbes "Tcourbe". Ces trois modules ont été réalisés avec le souci de concevoir un outil de simulation alliant performance et convivialité. Les résultats de simulation ont été validés grâce à une comparaison avec des logiciels du commerce comme MATLAB et SIMPLORER. Nous avons en particulier testé notre logiciel à l'aide de deux applications : Une voiture électrique associant une pile à combustible et des supercapacités et un ascenseur utilisant des supercapacités pour la récupération de l'énergie les résultats ont été satisfaisants
The objective of this work is the modeling and simulation of multi-physical systems (electric, mechanical, hydraulic,. . . ) and hybrid systems (characterized by interactions between continuous part and discrete one). To achieve this gaol, we studied two models : The hybrid Bond graph and Component Hybrid Dynamic Nets (CHDN). We find that the last one is particularly adapted to simulation because it integrates the studied system topology and does not pre-processing required for extracting system equations. In addition, the discrete part is represented by Petri nets. For all this reasons, the CHDN is used for SimRDHC conception. The simulator is implemented in a Windows environnement with the DELPHI programming language. SimRDHC is composed in three modules : Graphic interface " Tschema" / Simulator "Srdhc" / Graphic representation "Tcourbe". The three modules are realized so that the conception of simulation tool combines performance and usability. Indeed, the user has a data base in which the components are represented in a graphic form. When the circuit is completed, It can modify the parameters of each component in an interactive way and launch simulation. It can then display the results by choosing the variables in the specific window. Our tool is tested using two applications : An electrical vehicle associating a fuel cell and supercapacitors and an elevator using supercapacitors for power smoothing and power restitution. The results are validated thanks to a comparison with commercial software like MATLAB and SIMPLORER

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Stoltz, Gabriel. "Quelques méthodes mathématiques pour la simulation moleculaire et multiéchelle". Marne-la-vallée, ENPC, 2007. http://www.theses.fr/2007ENPC0708.

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Ce travail présente quelques contributions à l'étude théorique et numérique des modèles utilisés en pratique pour la simulation moléculaire de la matière. En particulier, on présente et on analyse des méthodes numériques stochastiques dans le domaine de la physique statistique, permettant de calculer plus efficacement des moyennes d'ensemble. Une application particulièrement importante est le calcul de différences d'énergies libres, par dynamiques adaptatives ou hors d'équilibre. On étudie également quelques techniques, stochastiques ou déterministes, utilisées en chimie quantique et permettant de résoudre de manière approchée le problème de minimisation associé à la recherche de l'état fondamental d'un opérateur de Schrödinger en dimension grande. On propose enfin des modèles réduits permettant une description microscopique simplifiée des ondes de choc et de détonation par le biais d'une dynamique stochastique sur des degrés de liberté moyens, approchant la dynamique hamiltonienne déterministe du système complet
This work presents some contributions to the theoretical and numerical study of models used in practice in the field of molecular simulation. In particular, stochastic techniques to compute more efficiently ensemble averages in the field of computational statistical physics are presented and analyzed. An important application is the computation of free energy differences using nonequilibrium or adaptive dynamics. Some stochastic or deterministic techniques to solve approximately the Schrödinger ground state problem for high dimensional systems are also studied. Finally, some reduced models for shock and detonation waves, relying on an average stochastic dynamics reproducing in a mean sense the high dimensional deterministic hamiltonian dynamics, are proposed

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Causeret, Maxime. "Peindre avec des matières dynamiques : les systèmes procéduraux pour la création et l'expérimentation artistique". Paris 8, 2013. http://www.theses.fr/2013PA083960.

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Depuis plus de vingt ans, les effets spéciaux cinématographiques ont été profondément transformés par le développement d’outils technologiques de pointe dédiés à l’image numérique (image de synthèse et traitement de l’image). Ces techniques permettent de simuler avec précision des matières telles que du feu, de la fumée ou encore de l'eau. Cette étude explore le potentiel créatif des techniques procédurales pour peindre avec des matières dynamiques. Autour de créations et d'expérimentations, je crée mes propres matières, je les utilise tout en les contrôlant pour proposer de nouveaux horizons graphiques et narratifs. À travers de nombreuses études de cas rencontrés en production cinématographique, j'analyse le fonctionnement de ces techniques pour proposer aux artistes des moyens pratiques de contrôler ces matières dans un but de création, en allant au-delà d'une simulation physique et réaliste. Je développe alors des créations et des expérimentations autour de quatre axes de recherche. Sur le thème du portrait, je cherche à peindre avec des matières dynamiques et à représenter le visage en mouvement. Il s'agit d'interpréter une scène 3D et de contrôler ces matières en interagissant avec elles par la mise en place de workflow spécifiques. Je m’intéresse ensuite au dialogue possible entre ces systèmes dynamiques et la musique pour proposer de véritables chorégraphies abstraites. De la même manière, je cherche à peindre le mouvement, à représenter l'invisible, en le capturant et en proposant différentes interprétations de ces données. Enfin, je propose de jouer avec la matière procédurale sans contraintes en la plaçant au cœur de l’œuvre
For over twenty years, special effects in film drastically changed with the ever increasing tools dealing with digital images (image synthesis and image processing). The latter accurately simulate materials such as fire, smoke or even water. This study investigates the innovative potential of procedural techniques to paint with dynamic materials. Through creations and experiments, I created my own materials which I used and adapted to propose new graphics and narratives alternatives. Through the study of many film productions, I analyze how the state-of-the-art techniques work. Beyond physical and realistic simulations I provide the artists with adequate ways to play with these dynamic materials for any creative purpose. I propose new creations and experimentations following various research topics. Firstly, I investigate the portraits using dynamic materials to picture the face in motion. The point is to analyze the 3D scene and then to control the materials through interactions that follow dedicated workflows. Secondly, I study how these dynamics systems could be linked to music in order to produce novel creative choreographies. Following these studies, I attempt to paint the motion recorded from data acquisition using new analysis processes I proposed. Finally, I play freely with this procedural material setting it at the very heart of the process

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Schneider, Jean-Philippe. "Les rôles : médiateurs dynamiques entre modèles système et modèles de simulation". Thesis, Brest, 2015. http://www.theses.fr/2015BRES0067/document.

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Les systèmes actuels tendent à être intégrés les uns avec les autres. Mais cette intégration n'est pas forcément prévue à l'origine du système. Cette tendance créée des systèmes de systèmes. Un système de système de systèmes est un système constitué de systèmes qui sont gérés par des équipes indépendantes, qui sont fonctionnellement indépendants, qui collaborent, qui évoluent et qui sont géographiquement distribués. La communication entre les différentes équipes facilite la conception d'un système de systèmes. Cette communication peut être réalisée par l'utilisation de modèles et de simulation. Cependant, la modélisation du système de systèmes et la modélisation des simulations ne reposent pas sur les mêmes langages. Pour assurer la cohérence des modèles, il faut pouvoir créer les modèles de simulation à partir des modèles système. Cependant, il faut tenir compte des contraintes liées aux propriétés des systèmes de systèmes. Il faut être capable de manipuler des modèles systèmes réalisés dans des langages différents, de réaliser des simulations de natures différentes et suivre les évolutions des langages de modélisation et des outils de simulation. Pour répondre à ces problématiques, nous avons défini l'environnement Role4AII pour la manipulation de modèles systèmes réalisés dans des langages hétérogènes. Role4AII est basé sur la notion de rôles. Les rôles permettent de créer des simulations en accédant aux informations contenues dans des éléments de modèles indépendamment de leur type. Role4AII est capable de prendre en entrée des modèles sérialisés par différents outils grâce à l'utilisation de parsers combinateurs. Ces derniers apportent modularité et extensibilité aux fonctionnalités d'import. L'environnement Role4AII a été utilisé sur un exemple de système de systèmes : l'observatoire sous-marin MeDON
Current Systems tend to become integrated with each others. However, this intégration may not be designed for the System. This trend raises the concept of System of Systems. A System of Systems is a System made of Systems which are managed independently, functionaly independent, collaborating, evolving and geographically distributed. The communication among the different teams eases the design of the System of Systems. This communication may be made through the use of models and simulation.However, System of Systems models and simulation models do not rely on the same modeling languages. In order to ensure coherency between the two types of models, simulation models should be obtained from System models. But this approach should take into account the constraints coming from the properties of System of Systems. System models made in different modeling languages should be handled, simulation of different kinds should be generated and the evolution of both modeling languages and simulation tools should be managed.In order to tackle these issues, we defined the Role4AII environment to manipulate System models made in heterogeneous modeling languages. Role4AII is based on the concept of rôles. Rôles enable to create simulations by accessing to information stored in model éléments despite their types differences. Role4AII is able to take as input serialized models from different modeling tools by using parser combinators. Parser combinators bring modularity and extensibility to the import features. Role4AII has been used on a System of System example: the MeDON seafloor observatory

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Stoltz, Gabriel. "Quelques méthodes mathématiques pour la simulation moléculaire et multiéchelle". Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00166728.

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Ce travail présente quelques contributions à l'étude théorique et numérique des modèles utilisés en pratique pour la simulation moléculaire de la matière. En particulier, on présente et on analyse des méthodes numériques stochastiques dans le domaine de la physique statistique, permettant de calculer plus efficacement des moyennes d'ensemble. Une application particulièrement importante est le calcul de différences d'énergies libres, par dynamiques adaptatives ou hors d'équilibre. On étudie également quelques techniques, stochastiques ou déterministes, utilisées en chimie quantique et permettant de résoudre de manière approchée le problème de minimisation associé à la recherche de l'état fondamental d'un opérateur de Schrödinger en dimension grande. On propose enfin des modèles réduits permettant une description microscopique simplifiée des ondes de choc et de détonation par le biais d'une dynamique stochastique sur des degrés de liberté moyens, approchant la dynamique hamiltonienne déterministe du système complet.

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Six, Béranger. "Génération automatique de modèles pour la supervision des systèmes dynamiques hybrides : application aux systèmes ferroviaires". Thesis, Lille, 2018. http://www.theses.fr/2018LIL1I048.

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Ce travail de thèse présente différentes contributions pour la génération automatique de modèles représentant les Systèmes Dynamiques Hybrides (SDH) caractérisés par plusieurs modes de fonctionnement. Les composants du système (notamment les capteurs) peuvent être manuellement sélectionnée ou automatiquement exportés à partir des données de Conception Assistée par Ordinateur (CAO) ; ces éléments sont ensuite interconnectés pour reproduire le modèle complet du système industriel. Une fois le modèle créé, des schémas-blocs de simulation et de diagnostic, ainsi que la Matrice de Signature de Fautes (FSM) seront produits. Le logiciel est basé sur les Bonds Graph Hybrides ; la présence de commutations engendre des dynamiques variables (notamment des changements de causalité). Pour lever ces verrous, différents algorithmes sont proposés. En comparaison des logiciels existants, les algorithmes proposés sont valides pour les systèmes continus, discrets ou hybrides. Les théories et algorithmes développés sont appliqués sur un système ferroviaire de freinage électropneumatique
This thesis work contributes to perform a automed model builder for Hybrid Dynamic Systems (HDS) with numerous modes. Technological components including sensors with an iconic format can be automatically export from a computer-aided design (CAD) scheme or manually drag from database and interconnected, so as to produce the overall HDS model, following industrial technological schemes. Once the model has been created, block diagram for simulation and diagnosis and a Fault Signature Matrix (FSM) could be generated.The theory and algorithm behind the software are based on Hybrid Bond Graphs (HBG). The switching behaviour engenders variables dynamics (particularly causal changes). To solve this problematic, news algorithm are performed. Compared with developed programs for automated modelling, the presented algorithm are valid for continuous, discrete and hybrid systems. The theory is illustrated by an industrial application which consists of the pneumo-electrical control of rolling stock

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Zaatiti, Hadi. "Modélisation et simulation qualitative de systèmes hybrides". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS493/document.

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Les systèmes hybrides sont au cœur des systèmes cyber-physiques. De tels systèmes représentent l’interaction de processus physiques continus modélisant généralement l'environnement avec des décisions discrètes issues d'un système de contrôle commande électronique. La vérification de ces systèmes est cruciale pour assurer leur sûreté dès la phase de modélisation. Les recherches sur les systèmes hybrides ont de nombreux domaines d’application, notamment le transport, l’aéronautique et la biologie. La thèse étudie des principes du raisonnement qualitatif et les applique à la vérification des systèmes hybrides. Le travail consiste à élaborer une méthode pour abstraire le système hybride en utilisant des principes qualitatifs. On recourt à une discrétisation finie de l'espace d'état tout en conservant des caractéristiques qualitatives du système. L'abstraction calculée permet de prouver des propriétés au niveau du système hybride concret et fournit une représentation du comportement global du système. Un outil développé en C++ permet de calculer l'abstraction d'un système hybride donné. Une évaluation de ses performances est établie. On s'intéresse particulièrement à une propriété de sûreté des systèmes appelée diagnosticabilité. Un modèle de système est dit diagnosticable s'il permet d'identifier sans ambiguïté la survenue de toute faute modélisée à partir des seules observations disponibles du système jusqu’à un certain délai après l’occurrence de la faute. Une méthode qui consiste à utiliser l'abstraction établie précédemment pour vérifier la diagnosticabilité d'un système hybride est proposée
Hybrid systems are at the core of cyber-physical systems. Such systems represent the interaction between continuous physical processes generally modelling the environment with discrete decisions from control electronic signaling. The verification of these systems is crucial to ensure safety at the modeling stage. The application of hybrid systems is present in many fields such as transportation, biology and avionics. The thesis studies principals from the qualitative reasoning domain and applies them to the verification of hybrid systems. The accomplished work elaborates methods to abstract a hybrid system using qualitative principles. These methods consist in discretizing the state space to a finite number of states while conserving qualitative characteristics. The computed abstraction allows to prove properties at the level of the concrete hybrid system and presents a representation of the global behavior of the system. A tool developed in C++ computes the abstraction of a given hybrid system. An evaluation of its performance is performed. We are also interested in a particular property called diagnosability. The system is said to be diagnosable when it is capable to identify modeled faults using limited specified observations. A method that uses the computed abstraction to verify diagnosability of a given hybrid system is proposed

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Beauchaints, Felix. "Contribution à la simulation des robots manipulateurs : méthodologies de modélisation et d'identification des paramètres dynamiques". Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20056.

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Pour ameliorer les performances de la programmation hors-ligne des robots manipulateurs a partir d'un systeme de c. F. A. O, il est necessaire d'utiliser des modeles suffisamment complets. Pour cela, nous avons developpe un simulateur constitue d'un controleur parametrable et d'un robot virtuel. Ce simulateur permet de prendre en compte les caracteristiques fonctionnelles et techniques de controleurs ainsi que les parametres geometriques et dynamiques de differentes classes de robots, afin d'engendrer les mouvements de ceux-ci. Dans cette these nous donnons les methodologies d'obtention du modele de simulation (robot virtuel) d'un robot manipulateur a architecture simple ou complexe, et d'identification de ses parametres inertiels. D'abord, nous presentons la phase de modelisation du robot. Nous utilisons le modele dynamique direct etabli a partir du jeu des parametres inertiels, identifiables. Ensuite, nous decrivons les modeles et les methodes d'identification mis en uvre pour obtenir ces parametres. Nous considerons soit le modele dynamique inverse, soit le modele energetique, exprimes sous forme lineaire par rapport aux parametres inertiels. Puis, nous appliquons ces travaux theoriques a l'identification experimentale des parametres inertiels d'un puma 560, apres avoir developpe un systeme d'acquisition et de traitement des donnees necessaires a cette identification

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Noubissi, Justin-Hervé. "Modélisation et simulation spatio-temporelles de systèmes dynamiques complexes avec application en épidémiologie : cas du paludisme". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS281.

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L’éradication du Paludisme est une préoccupation majeure à laquelle se frottent informaticiens, mathématiciens, épidémiologistes, entomologistes, médecins et bien d’autres. Des propositions sont faites, de la guérison des malades à la disparition totale de la maladie. Seulement voilà, la collaboration pas toujours efficiente entre tous ces scientifiques conduit à une mise en place de prototypes incomplets ou à une sous-exploitation des résultats obtenus. Les facteurs environnementaux et climatiques font partie de ces éléments généralement omis par les informaticiens et mathématiciens dans la modélisation de la dynamique de transmission du paludisme. Les pays tropicaux qui sont les plus concernés par la maladie sont aussi pour la plupart des pays sous-développés ou en voie de développement, les données statistiques y sont souvent inexistantes ou à accès difficile. Les populations, constamment en mouvement, traversent des écosystèmes variés présentant des conditions environnementales et climatiques parfois différentes d’une région à une autre. Nous proposons dans cette thèse, une modélisation qui intègre ces éléments migratoires, spatiaux et temporels, tout en nous assurant des conditions de stabilité au sens mathématique. Nous étudions les approches existantes, puis, nous proposons trois types de modèles que nous comparons : un modèle méta-population sans considération des facteurs climatiques, un modèle méta-population avec considération des facteurs climatiques au moment du contact Humain-Moustique et un modèle méta-population avec considération des facteurs climatiques tout au long de la vie du moustique ; ce dernier est apparu comme le plus réaliste
Stomping out malaria remains a big challenge for computer scientists, mathematicians, epidemiologists, entomologists, medicine doctors and many others. Their approaches range from the cure of the patients to the total disappearance of the disease. However, the collaboration, not always efficient between all these scientists leads to the setting up of incomplete prototypes or to an under-exploitation of the results obtained. Environmental and climatic factors are part of these elements that are generally omitted by computer scientists and mathematicians in their modeling of the dynamic of the disease transmission. The tropical countries most affected by the disease are also mostly underdeveloped or developing countries and therefore, statistical data are often lacking or difficult to access. The populations are constantly in motion over ecosystems with different environmental and climatic conditions from one region to another. In this thesis, we propose a model that integrates migratory, spatial and temporal elements, while ensuring the stability conditions in the mathematical sense. We present the disease, study existing approaches and present their limitations in our context, and then propose three types of models that we compare: a meta-population model without consideration of climatic factors, a meta-populations with consideration of climatic factors during the human-mosquito contact and a meta-populations model with consideration of climatic factors throughout the evolutionary process of the mosquito ; This last appears to be the most realistic

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Karkar, Sami. "Méthodes numériques pour les systèmes dynamiques non linéaires : application aux instruments de musique auto-oscillants". Phd thesis, Aix-Marseille Université, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00742651.

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Ces travaux s'articulent autour du calcul des solutions périodiques dans les systèmes dynamiques non linéaires, au moyen de méthodes numériques de continuation. La recherche de solutions périodiques se traduit par un problème avec conditions aux limites périodiques, pour lequel nous avons implémenté deux méthodes d'approximation : - Une méthode spectrale dans le domaine fréquentiel : l'équilibrage harmonique d'ordre élevé, qui repose sur une formulation quadratique des équations. Nous proposons en outre une formulation originale permettant d'étendre cette méthode aux cas de non-linéarités non rationnelles. - Une méthode pseudo-spectrale par éléments dans le domaine temporel : la collocation à l'aide fonctions polynômiales par morceaux. Ces méthodes transforment le problème continu en un système d'équations algébriques non linéaires, dont les solutions sont calculées par continuation à l'aide de la méthode asymptotique numérique. L'ensemble de ces outils, intégrés au code de calcul MANLAB et complétés d'une analyse linéaire de stabilité, sont alors utilisés pour l'étude des régimes périodiques d'une classe particulière de systèmes dynamiques non linéaires : les instruments de musique auto-oscillants. Un modèle physique non-régulier de clarinette est étudié en détail : à partir de la branche de solutions statiques et ses bifurcations, on calcule les différentes branches de solutions périodiques, ainsi que leur stabilité et leurs bifurcations. Ce modèle est ensuite adapté au cas du saxophone, pour lequel on intègre une caractérisation acoustique expérimentale, afin de mieux tenir compte de la géométrie complexe de l'instrument. Enfin, nous étudions un modèle physique simplifié de violon, avec une non-régularité liée frottement de Coulomb. Cette dernière application illustre ainsi la polyvalence des outils développés face aux différents types de non-régularité.

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Kaakai, Fateh. "Modélisation et évalution des pôles d'échanges multimodaux : une approche hybride multiéchelle basée sur les réseaux Pétri Lots". Besançon, 2007. http://www.theses.fr/2007BESA2038.

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Les pôles d'échanges multimodaux (PEM) constituent aujourd'hui la vitrine des réseaux de transport. C'est un système de transport complexe dont le bon fonctionnement conditionne celui du réseau de transport dans son ensemble. Dans le but de prévenir, de réduire ou si possible d'éviter les dysfonctionnements, les incidents et les accidents qui affectent quotidiennement un grand nombre de sites en exploitation, et qui, par ricochet, détériorent l'image et l'attractivité des transports collectifs en général, il devient nécessaire de systématiser l'évaluation à priori et à posteriori des performances des PEM comme cela s'est fait avec succès dans d'autres domaines, tels que celui des systèmes industriels de production. Ainsi, l'objectif de ces travaux de recherche est d'élaborer un modèle de simulation pour la mesure d'un certain nombre d'indicateurs quantitatifs de performance dédiés aux PEM. Le modèle de simulation proposé est basé sur les réseaux de Petri Lots, une extension des réseaux de Pétri Hybrides particulièrement adaptée pour la modélisation des systèmes multiéchelles complexes. Ce paradigme de modélisation offre, en outre, des techniques d'analyse formelle pour la vérification et la commande du modèle élaboré. Le modèle de simulation proposé sera utile poour définir et programmer à court terme des opérations de maintenance dans le but de prévenir des dysfonctionnements latents ou probables. Concernant les projets de PEM en cours de réalisation, il permettra d'éclairer les choix préalables à la conception des différentes composantes de ces sites en assistant les concepteurs dans les procédures de dimensionnement et de planification
A Multimodal Hub is a complex transportation system which has the role to interconnect several public and private transportation modes in order to promote intermodality practice. Because of many observed problems (such as recurrent congestion phenomena inside stations, high transfer times, long queues in front of services, etc. ) which contribute to deteriorate the image of public transport in general, it becomes more and more important for transit authorities to be able to perform many performance measures for identifying the causes of these problems and trying to find solutions. The main goal of the PhD thesis is to propose a simulation model for evaluating the main performance factors of multimodal transportation hubs. Among the most important quantitative factors, we can mention occupancy rates, queue lengths, mean service times, evacuation times, and measures related to intermodality practice such as connection times and waiting times. The suggested simulation model is based on Batches Petri nets which are an extension of Hybrid Petri nets. This paradigm is suitable for our study because it offers a multiscale modular modeling approach which allows mastering the complexity of the studied system. Besides, it offers formal analysis techniques for checking and design (control) purposes. This simulation model can be successfully used for (i) evaluating existing multimodal hubs, (ii) validating design projects of new multimodal hubs, and (iii) assisting designers during sizing and planning procedures

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Bugeaud, Florie. "ISamsara : pour une ingénierie des systèmes de services à base de méréologie et d'hypergraphes". Troyes, 2011. http://www.theses.fr/2011TROY0005.

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L’orientation service et ses enjeux sont aujourd’hui bien connus des entreprises. Pourtant, l’analyse de l'activité des concepteurs de services chez un opérateur de télécommunication ainsi que l’état de l'art sur les théories et modèles du service montrent le caractère encore sous-spécifié de cette notion. Bien qu’ancrés en informatique, nos travaux poursuivent les discussions du courant pluridisciplinaire SSME (Service Science Management and Engineering) en redéfinissant tout d’abord le concept de service selon une perspective systémique. Ils adoptent également une théorie de la relation de service en tant que « relation de circulation » et s’inspirent de divers courants philosophiques permettant d’accéder à une conception ontologique de la réalité sous forme de processus emboîtés et interconnectés. On formalise dès lors le service comme un phénomène dynamique émergeant de la coordination d’éléments hétérogènes et pour lequel la théorie des agencements semble utile. Puis, on propose de représenter et simuler ces « agencements servi-ciels » grâce à un hypergraphe et une ontologie méréo-relationnelle révélant une structure mais aussi les scénarios d’expérience calculés. La méthode et la maquette d’un atelier de modélisation et simulation d’agencements serviciels (iSamsara) proposées ici s’inscrivent dans une volonté de construction d’une réelle Ingénierie des Systèmes de Services. Ces travaux sont expérimentés dans un contexte d’ingénierie des connaissances lié au processus d’étude d’opportunités d’un opérateur télécoms
The « service orientation » and its challenges are now well known within companies. How-ever, the analysis of the activities of services designers at a telecommunications operator, as well as the state of the art about the service theories and models show the still ill-specified nature of that term. Our work is anchored in the discipline of computer science, but it pursues the discussion of the SSME multidisciplinary approach (Service Science Management and Engineering). It first redefines the concept of service according to a systemic perspective. It also adopts a theory of the service relationship as a « traffic relationship », and various philosophical inspirations that help us to ontologically conceive reality as nested and interconnected processes. Therefore, we formalize the service as a dynamic phenomenon emerging from the coordination of heterogeneous entities, for which the « agencements theory » seems useful. Then, we propose to represent and simulate these « servicial agencements » with a hypergraph and a mereo-relational ontology revealing the structure but also to the calculated experience’s scenarios. The proposed method and tool’s proof of concept for the modeling and simulation of servicial agencements (iSamsara) are part of the problem of constructing a real Services Systems Engineering. Moreover, this work takes place in a con-text of knowledge engineering related to the process of opportunities study of a telecom operator

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Courtault, Jean-René. "Logiques de ressources dynamiques : modèles, propriétés et preuves". Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0033/document.

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En informatique, la notion de ressource est une notion centrale. Nous considérons comme ressource toute entité pouvant être composée ou décomposée en sous-entités. Plusieurs logiques ont été proposées afin de modéliser et d’exprimer des propriétés sur celles-ci, comme la logique BI exprimant des propriétés de partage et de séparation. Puisque les systèmes informatiques manipulent des ressources, la proposition de nouveaux modèles capturant la dynamique de ces ressources, ainsi que la vérification et la preuve de propriétés sur ces modèles, sont des enjeux cruciaux. Dans ce contexte, nous définissons de nouvelles logiques permettant la modélisation logique de la dynamique des ressources, proposant de nouveaux modèles et permettant l’expression de nouvelles propriétés sur cette dynamique. De plus, pour ces logiques, nous proposons des méthodes des tableaux et d’extraction de contre-modèles. Dans un premier temps, nous définissons de nouveaux réseaux de Petri, nommés ß-PN, et proposons une nouvelle sémantique à base de ß-PN pour BI. Puis nous proposons une première extension modale de BI, nommée DBI, permettant la modélisation de ressources ayant des propriétés dynamiques, c’est-à-dire évoluant en fonction de l’état courant d’un système. Ensuite, nous proposons une logique, nommée DMBI, modélisant des systèmes manipulant/produisant/consommant des ressources. Par ailleurs, nous proposons une nouvelle logique (LSM) possédant de nouvelles modalités multiplicatives (en lien avec les ressources). Pour finir, nous introduisons la séparation au sein des logiques épistémiques, obtenant ainsi une nouvelle logique ESL, exprimant de nouvelles propriétés épistémiques
In computer science, the notion of resource is a central concern. We consider as a resource, any entity that can be composed or decomposed into sub-entities. Many logics were proposed to model and express properties on these resources, like BI logic, a logic about sharing and separation of resources. As the computer systems manipulate resources, a crucial issue consists in providing new models that capture the dynamics of resources, and also in verifying and proving properties on these models. In this context, we define new logics with new models and new languages allowing to respectively capture and express new properties on the dynamics of resources. Moreover, for all these logics, we also study the foundations of proof search and provide tableau methods and counter-model extraction methods. After defining new Petri nets, called ß-PN, we propose a new semantics based on ß-PN for BI logic, that allows us to show that BI is able to capture a kind of dynamics of resources. After observing that it is necessary to introduce new modalities in BI logic, we study successively different modal extensions of BI. We define a logic, called DBI, that allows us to model resources having dynamic properties, meaning that they evolve during the iterations of a system. Then, we define a logic, called DMBI, that allows us to model systems that manipulate/produce/consume resources. Moreover, we define a new modal logic, called LSM, having new multiplicative modalities, that deals with resources. Finally, we introduce the notion of separation in Epistemic Logic, obtaining a new logic, called ESL, that models and expresses new properties on agent knowledge

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Yu, Xiao-Ding. "Simulation numérique des systèmes frontaux : impact des processus humides et sensibilité à leur paramétrisation". Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30210.

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Un modele numerique mesoechelle salsa est mis en uvre pour la simulation tridimensionnelle de systemes frontaux reels. Dans la premiere partie, l'effet de liberation de chaleur latente sur l'evolution et la structure des fronts froids est etudie sur un cas reel, iop8 de l'experience fronts87. Les resultats de la simulation humide et de la simulation seche sont compares afin de mettre en evidence l'impact des processus humides sur l'evolution et la structure du front froid. Dans la deuxieme partie, est examinee la sensibilite des resultats de la simulation des systemes frontaux aux differents traitements des processus humides dans le modele. Les resultats des simulations sur les cas de l'iop2 et de l'iop8 de fronts87 avec ou sans la convection sous-maille parametree sont compares. Nos resultats plaident en faveur de l'utilisation d'un schema de la convection sous-maille dans la parametrisation des processus humides, puisqu'il permet de mieux controler les instabilites susceptibles de se developper dramatiquement dans le modele

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Archambault, Fabien. "Vers une modélisation plus réaliste des systèmes biologiques". Thesis, Nancy 1, 2011. http://www.theses.fr/2011NAN10037/document.

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La plupart des fonctions énergie potentielle utilisées pour simuler les systèmes biologiques complexes ne traitent qu'implicitement la polarisation électronique et ce, de façon très incomplète. Bien qu'efficaces pour un large éventail d'applications, ces champs de force atteignent rapidement leurs limites dès lors que les effets de polarisation électronique sont importants. Tel est le cas par exemple au site actif des métalloprotéines où l'ion métallique polarise fortement son environnement. Dans cette thèse, j'ai développé une approche basée sur la mécanique quantique pour obtenir des paramètres d'un champ de force polarisable ayant pour composantes des charges, des polarisabilités distribuées d'ordre zéro et un (isotrope) et un potentiel de van der Waals décrit par une fonction de Buckingham. L'énergie d'induction peut être atténuée par une fonction de Tang et Toennies pour décrire l'énergie d'échange-induction. Cette approche a été effectuée avec succès pour l'interaction d'ions avec l'eau et le benzène mais aussi dans le cas d'un dimère d'eau. Une première étude des résultats en dynamique moléculaire montre que les paramètres obtenus en phase gazeuse peuvent se transférer pour les simulations en phase condensée
Most of the energy potential functional used in biological systems only treat electronic polarization implicitely and this, in an incomplete way. Even very effective for many applications, those force fields reach there limits when the polarization effects are important. This is the case, for example, at the active site of metalloproteins where the metallic ion heavily polarizes its environment. We will present a strategy to take into account the polarization through polarizability distributed on atoms obtained by quantum chemical calculations. The interaction energies have been compared with a reference SAPT (\textit{Symmetry Adapted Perturbation Theory}) calculation which permits to expand the interaction in electrostatics, induction and van der Waals contributions. I will present the interaction of ions with water, benzene and also water dimer interactions. Preliminary results in molecular dynamics seems to confirm that gas phase parameters can be transfered to condensed phase

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Assaf, Ali. "Applications de la méthode des moments spectraux à la dynamique des systèmes fractals : simulation numérique et théorie". Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20151.

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Les proprietes dynamiques et de diffusion du tamis de sierpinski ont ete etudiees par la methode des moments spectraux. Deux modeles, avec des forces scalaires et vectoriels, ont ete developpes. Les effets du desordre ont aussi ete examines. La densite d'etats pour le modele scalaire du tamis de sierpinski est en accord avec les resultats precedents. Pour le modele vectoriel ordonne, nous avons trouve que la densite d'etats presente des proprietes d'autosimilarites. Pour le systeme vectoriel desordonne, les resultats montrent que la densite d'etats suit une pseudo loi de debye a basse frequence. Un crossover est trouve, et a haute frequence la densite d'etats est proportionnelle a une loi de puissance avec un exposant dependant de la dimension fracton. La determination des fonctions de correlation montre que, bien que la densite d'etats suit une loi de debye, la region basse frequence ne correspond pas a un regime acoustique. La diffusion de la lumiere est aussi etudiee. Nous comparons les resultats du calcul aux resultats experimentaux recents obtenus en diffusion de raman sur les aerogels de silice. Les resultats confirment que, dans la region fracton, l'intensite raman se comporte comme une loi d'echelle, avec un exposant dependant des tenseurs locaux raman

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Hugouvieux, Virginie. "Simulation complète d'une expérience de diffusion de neutrons : des systèmes modèles au germanium liquide". Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00140403.

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Dans cette thèse, l'étude des liquides est envisagée d'un point de vue théorique et expérimental. La diffusion de neutrons permet l'investigation des propriétés structurales et dynamiques des liquides. Sur le plan théorique, les simulations par dynamique moléculaire sont d'un grand attrait car elles donnent accès aux positions et vitesses des atomes ainsi qu'aux forces qu'ils exercent entre eux. Elles permettent aussi de calculer les corrélations spatiales et temporelles, aussi mesurées par diffusion de neutrons. Par conséquent, les résultats de simulations par dynamique moléculaire et d'expériences de diffusion de neutrons peuvent être comparés afin d'améliorer notre compréhension de la structure et de la dynamique des liquides.

Toutefois, l'extraction de données fiables à partir des expériences de diffusion de neutrons étant délicate, nous proposons de simuler l'expérience dans son ensemble, c'est-à-dire l'instrument et l'échantillon, afin de mieux comprendre et évaluer l'impact des différentes contributions parasites (absorption, diffusion multiple associée à la diffusion élastique et inélastique, résolution instrumentale). Cette approche, dans laquelle l'échantillon est décrit par ses caractéristiques structurales et dynamiques calculées par dynamique moléculaire, est présentée et testée dans un premier temps sur des systèmes modèles isotropes.

Par la suite, le germanium liquide est étudié par diffusion inélastique des neutrons ainsi que par dynamique moléculaire classique et ab initio. Ceci permet ensuite de simuler l'expérience réalisée et d'évaluer l'influence sur le signal détecté des contributions de l'instrument et de l'échantillon.

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Azouz, Naoufel. "Modélisation des structures souples poly-articulées : application à la simulation des robots". Paris 6, 1994. http://www.theses.fr/1994PA066021.

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Dans ce rapport on présente une méthode permettant la simulation des mécanismes flexibles en grands déplacements et petites déformations. En raison de l'augmentation des coûts d'expérimentation, la simulation est devenue nécessaire dès la phase de pre-développement pour vérifier l'admissibilité cinématique du système. Dans le but d'aboutir à un outil de calcul présentant un bon rapport précision/temps de calcul, on a mis au point un modèle dynamique pour les mécanismes articulés qui utilise une description lagrangienne actualisée par rapport à une configuration de référence rigide. L'étude dynamique de chaque corps (sous-structure) est réalisée à partir d'une analyse modale. On a adopté un schéma incrémental. L'incrément de mouvement de corps rigide ainsi que la déformation sont pris en compte simultanément ce qui permet de tenir compte du couplage inertiel entre le mouvement d'ensemble et la déformation. Pour la connexion des sous-structures, on a établi un formalisme souple permettant de tenir compte aisément d'éventuelles imperfections au niveau des articulations (flexibilité, amortissement, jeux). Des méthodes de résolution spécifiques à chaque cas ont été mises au point, assurant une parfaite compatibilité avec la modélisation des différentes sous-structures. La modélisation globale du système articulé se fait ainsi entièrement à partir des variables modales. D'un autre coté, on a étudié la stabilité numérique de la simulation des mécanismes soumis à des lois de commandes ou comprenant des liaisons imparfaites. Des tests de validation sont présentés à la fin du rapport ; ils montrent l'efficacité de la méthode et du logiciel établis

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Brissaud, Florent. "Contributions à la modélisation et à l'évaluation de la sûreté de fonctionnement de systèmes de sécurité à fonctionalités numériques". Troyes, 2010. http://www.theses.fr/2010TROY0015.

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L’utilisation de nouvelles technologies au sein des systèmes relatifs à la sécurité soulève des problèmes en termes de maîtrise des risques technologiques, et il est nécessaire de disposer d’outils d’évaluation probabiliste adaptés à la complexité accrue de ces systèmes. Les travaux présentés dans ce mémoire apportent des contributions à l’évaluation de la sûreté de fonctionnement des systèmes de sécurité, et en particulier des capteurs-transmetteurs à fonctionnalités numériques qui combinent l’acquisition de données avec des fonctions avancées de traitement et de transmission de l’information. L’objectif est d’étendre les méthodes de modélisation de la sûreté de fonctionnement, afin de mieux prendre en compte les diverses interactions et les comportements dynamiques mis en jeu par ces systèmes. Le premier modèle proposé permet de représenter les aspects fonctionnels et matériels d’un système de sécurité, les défauts et défaillances, ainsi que les diverses relations entre éléments. Cette modélisation sert de support à des analyses de fiabilité et à des analyses d’incertitudes liées aux paramètres et au modèle. Une seconde contribution considère les capteurs-transmetteurs comme éléments de systèmes de contrôle-commande et vise à modéliser les interactions entre ces capteurs-transmetteurs, celles avec d’autres éléments du système, ainsi qu’avec le processus contrôlé, dans une approche de fiabilité dynamique
The use of new technologies in safety-related systems gives rise to specific issues with respect to risk management, and it needs having probabilistic evaluation tools adapted to the in-creasing complexity of systems. The thesis works presented in this dissertation contribute to the dependability evaluation of safety-related systems, and especially for digital-based transmitters, which combine data acquisition with information processing and transmission. The aim is to extend the dependability model-ling methods in order to take at best the various interactions and dynamic behaviours of the systems into account. The first proposed model allows to represent the functional and material aspects of a safety system, the faults and failures, as well as the different relations between elements. This modelling framework is used as support to perform reliability analyses and uncertainty analyses with regard to parameters and model. A second contribution assumes the transmitters as part of control systems and aims to model the interactions between transmitters, and the interactions with the other systems’ components and the process, using a dynamic reliability framework

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Akroune, Nourredine. "Quelques méthodes d'étude locale d'ensembles de Julia et applications". Phd thesis, Grenoble 1, 1987. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00324081.

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Divers algorithmes d'études locale d'ensembles invariants compacts de systèmes dynamiques sont présentés dans ce travail. Nous commençons par développer des méthodes de calcul numérique de la densité locale autour d'un point d'un ensemble de Julia de fraction rationnelle. Ce problème est important dans le domaine de l'étude des modèles hiérarchiques de la physique statistique. De plus, cette densité serait un des paramètres principaux de la caractérisation d'invariants compacts de systèmes dynamiques (attracteur étrange...). L'application de ces méthodes demande des algorithmes d'accès rapide à des régions (rectangle, cercle) du compact numériquement approche par un ensemble forme d'un grand nombre de points. Nous avons mis au point un algorithme, réellement implémentable et expérimentalement efficace, qui résout ce problème. Nous montrons que, sous certaines conditions, ce procédé permet l'estimation de quelques dimensions fractales de l'ensemble considère. Un logiciel, nomme Elsep et écrit en langage Pascal, qui regroupe et exploite tous ces algorithmes ponctue cette étude. Des résultats numériques et graphiques illustrent chacune des parties traitées

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Perez, Castaneda Gabriel Antonio. "Évaluation par simulation de la sûreté de fonctionnement de systèmes en contexte dynamique hybride". Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2009. http://www.theses.fr/2009INPL016N/document.

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La recherche de solutions analytiques pour l’évaluation de la fiabilité en contexte dynamique n’est pas résolue dans le cas général. Un état de l’art présenté dans le chapitre 1 montre que des approches partielles relatives à des hypothèses particulières existent. La simulation de Monte Carlo serait le seul recours, mais il n’existait pas d’outils performants permettant la simulation simultanée de l’évolution discrète du système et de son évolution continue prenant en compte les aspects probabilistes. Dans ce contexte, dans le chapitre 2, nous introduisons le concept d’automate stochastique hybride capable de prendre en compte tous les problèmes posés par la fiabilité dynamique et d’accéder à l’évaluation des grandeurs de la sûreté de fonctionnement par une simulation de Monte Carlo implémentée dans l’environnement Scilab-Scicos. Dans le chapitre 3, nous montrons l’efficacité de notre approche de simulation pour l’évaluation de la sûreté de fonctionnement en contexte dynamique sur deux cas test dont un est un benchmark de la communauté de la Sûreté de Fonctionnement. Notre approche permet de répondre aux problèmes posés, notamment celui de la prise en compte de l’influence de l’état discret, de l’état continu et de leur interaction dans l’évaluation probabiliste des performances d’un système dans lequel en outre, les caractéristiques fiabilistes des composants dépendent eux-mêmes des états continu et discret. Dans le chapitre 4, nous donnons une idée de l’intérêt du contrôle par supervision comme moyen de la sûreté de fonctionnement. Les concepts d’automate observateur et de contrôleur ont été introduits et illustrés sur notre cas test afin de montrer leur potentialité
The research of analytical solutions for reliability assessment in dynamic context is not solved in the general case. A state of the art presented in chapter 1 shows that partial approaches exist in the case of particular hypothesis. The Monte Carlo simulation would be the only recourse, but there were no tools allowing the simultaneous simulation of the discrete evolution of the system and its continuous evolution taking into account the probabilistic aspects. In this context, in chapter 2, we introduce the concept of hybrid stochastic automaton capable of taking into account all the problems posed by dynamic reliability and to accede to the assessment of dependability parameters by a Monte Carlo simulation implemented in Scicos-Scilab environment. In chapter 3, we show the effectiveness of our approach of simulation for dependability assessment in dynamic context through two test cases of which case one is a benchmark of dependability community. Our approach responds to the posed problems, notably the consideration of the influence of the discrete state, of the continuous state and their interaction, in the probabilistic assessment of the performances of a system in which besides, the reliability characteristics of components depend themselves of the continuous and discrete states. In chapter 4, we give an idea of the interest of control by supervision as a means of dependability. The concepts of observer automaton and of controller have been introduced and illustrated on our test case in order to show their potential

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Reulier, Romain. "Impact de la structure paysagère sur les dynamiques spatiales des transferts hydro-sédimentaires : approche par simulation multi-agents". Caen, 2015. https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01264723.

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De nombreux enjeux socio-économiques et environnementaux sont associés aux transferts hydro-sédimentaires qui s’organisent au sein des hydrosystèmes, depuis les parcelles agricoles jusqu’aux cours d’eau (pertes en sol, diminution de la fertilité des sols, pollution diffuse, crues turbides, etc. ). Si les conditions d’initiation des transferts sont bien connues à l’échelle de la parcelle agricole, les dynamiques d’écoulements qui se produisent sur les versants restent mal connues, et ce particulièrement dans les petits hydrosystèmes du nord-ouest de la France, où la mosaïque paysagère et notamment la présence plus ou moins importante de réseaux linéaires (haies, routes, fossés, etc. ) contraint la dynamique purement topographique des écoulements. Afin de mesurer ces impacts, qui restent aujourd’hui peu aisés à estimer, deux approches complémentaires ont été mises en place dans le cadre de cette thèse. Tout d’abord, un travail de quantification des transferts hydro-sédimentaires a été réalisé au cours de différents épisodes pluvieux sur un petit bassin versant normand (17,6 km², BV de Lingèvres, Calvados). Il permet de mettre en évidence l'importance des flux sédimentaires qui peuvent transiter en période de ruissellement et la complexité des dynamiques spatio-Temporelles induite par la structure paysagère. En parallèle de cette approche "de terrain", un modèle sous Système Multi-Agents (SMA) a été conçu. En s'appuyant sur les capacités des SMA à faire émerger la dynamique globale d'un système à partir des interactions à un niveau local, il est possible de reconstruire le parcours des écoulements de surface et 'obtenir des indices d'analyses spatiales capables de mesurer les effets de la structure paysagère. Le modèle, nécessitant que peu de données en entrée, a été appliqué sur différents bassins aux caractéristiques paysagères distincts et offre des résultats intéressants pour mieux appréhender les conséquences des paysages sur les écoulements de surface
Many socio-economic and environmental issues associated with hydro-sedimentary transfers are organized within hydrosystems from agricultural fields up to rivers streams (soil loss, soil infertility, diffuse pollution, turbid flood. . . ). If transfers initiation conditions are well known at the agricultural field levels, the flow dynamic that occur on the slope remains poorly understood. It is especially true in small hydrosystems in north-western France, where the abundance of linear networks (hedges, roads, ditches, etc. ) that could interfere with the topographic flow dynamics are present in the landscape. To measure these impacts, which remain difficult to estimate, two complementary approaches have been developed within this thesis. First, a quantification of the hydro-sedimentary transfers was achieved during different rainfall events on a small Normandy catchment (17. 6 km², BV Lingèvres, Calvados). This work allowed us to highlight the importance of sedimentary flows that can pass though during runoff episode and the complexity of spatio-temporal dynamics induced by the landscape structure. In parallel to this "field" approach, a computer model in multi-agent systems (SMA) was designed. By relying on SMA capabilities to bring out the overall dynamics of a system based on interactions at a local level, it is possible to reconstruct the path of runoff and get clues on spatial analysis in order to measure the effect of the landscape structure. The SMA model requires little input data and was applied to various catchment with different landscape features. This model produces interesting results that allow us to better understand the consequences of the landscapes on runoff

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Movahedkhah, Mahdi. "Proposition d'un modèle de dynamique des systèmes pour la simulation de l'évolution des indicateurs de performance des industries alimentaires". Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2002. http://www.theses.fr/2002ECAP0971.

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Cette thèse propose une structuration originale d'un Système Interactif d’Aide à la Décision (SIAD) appliqué à la gestion et au pilotage de la production des industries agroalimentaires. C’est par une approche systémique qu’une enquête dans les industries alimentaires a été conduite tout en se référant à une vision multicritère de la performance proposée par Kaplan et Norton dans leur tableau de bord prospectif. De cette approche empirique, une représentation des relations de causalité entre différents indicateurs de performance industrielle a été proposée formalisant ainsi un diagramme d’influence global correspondant à la base structurelle du modèle générique de dynamique des systèmes proposé. C'est dans ce cadre théorique et dans le champ d'application particulier que nous avons choisis, que nous avons proposé un modèle de simulation continue qui, à partir de valeurs initiales d’indicateurs de performance, est capable de simuler les évolutions possibles des comportements de ces systèmes de production particuliers et par conséquent, des évolutions de ces mêmes indicateurs. Ce SIAD permettra la prévision d’évolution d’indicateurs de performance en se basant sur leur interdépendance causale et dynamique, se différenciant ainsi, des méthodes passéistes classiques de prévisions à partir de séries chronologiques
The purpose of this thesis is to put forward an original structuring of an Interactive Decision Support System (IDSS) applied to the management control of the production system in food industries. A study of the food industry was carried out using a systemic approach that makes reference to a multi-criteria vision of the performance suggested by Kaplan and Norton in their balanced scorecard. With this empirical approach, a representation of the causality relations between various industrial performance indicators was proposed, thus formalising a global influence diagram corresponding to the structural base of the suggested system dynamics generic model. It is within this theoretical framework and the particular field of application that we chose and proposed a continuous simulation model which, from initial values of performance indicators, is able to simulate the possible evolutions in the behaviour of these particular production systems, and consequently, evolutions of these same indicators. This IDSS will allow to forecast the evolution of performance indicators while being based on their causal and dynamic interdependence, thus being different from the traditional forecast methods based on past chronological series

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Marion, Antoine. "Dynamiques moléculaires utilisant un champ de force quantique semiempirique : développement et applications à des systèmes d'intérêt biologique". Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0169/document.

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Ce travail est destiné au développement de méthodes approchées de chimie quantique capables de traiter des systèmes biologiques de grande taille. En particulier, nous réalisons des simulations de dynamique moléculaire dans l'approximation de Born-Oppenheimer, permettant une description quantique de l'Hamiltonien électronique du système dans son entier : SEBOMD (SemiEmpirical Born-Oppenheimer Molecular Dynamics). Notre approche se base sur un Hamiltonien électronique semiempirique (SE). L'une des principales difficultés rencontrées lors d'une simulation SEBOMD de la phase condensée est représentée par le choix de la méthode SE. La plupart des méthodes courantes ne permettant pas une bonne description de certaines interactions fondamentales, nous avons développé une nouvelle approche. Cette méthode, dénommée PM3-PIF3, a été appliquée à l'étude par dynamique moléculaire de molécules organiques dans l'eau. Les résultats obtenus montrent que notre méthode est appropriée pour le traitement de molécules comportant des groupements hydrophobes et/ou hydrophiles en milieu aqueux. L'analyse des propriétés électroniques et vibrationnelles de ces molécules en présence du solvant valide également nos résultats vis-À-Vis d'autres études expérimentales et théoriques présentes dans la littérature. Finalement, nous nous sommes intéressés au processus d'autoprotolyse de l'eau en milieux confinés. Après avoir discuté du choix de l'Hamiltonien SE à utiliser pour cette étude, nous avons caractérisé le transfert de proton dans un agrégat d'eau. Nous avons établi une corrélation entre l'énergie libre associée à la première étape de ce transfert et certaines propriétés physiques collectives
The present work is devoted to the development of approximate quantum chemistry methods that are suitable to treat biological systems of large size. In particular, we run molecular dynamics under the Born-Oppenheimer approximation, allowing a quantum mechanical description of the electronic Hamiltonian of the full system: SEBOMD (SemiEmpirical Born-Oppenheimer Molecular Dynamics). Our method is based on a semiempirical (SE) electronic Hamiltonian. One of the key issues arising in a condensed phase SEBOMD simulation is represented by the choice of the SE method. Since most of the currently available approaches fail in describing some relevant intermolecular interactions, we developed a new correction of SE Hamiltonians. This method, which we named PM3-PIF3, was applied to study the molecular dynamics of organic molecules in water. The results that we obtained showed that our technique is suitable to treat molecules having hydrophobic and/or hydrophilic groups in an aqueous medium. The analysis of the electronic and vibrational properties of these molecules in the presence of the solvent validates our results with respect to experimental and theoretical studies in the literature. Finally, we investigated the water self-Dissociation process in confined environments. After discussing the choice of the SE Hamiltonian to be used for this purpose, we characterized the proton transfer in a water cluster. We established a correlation between the free energy of the first step of this process and some collective physical properties

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Ghassempouri, Mani. "Etude du comportement dynamique de systèmes mécaniques complexes au moyen d'un logiciel de simulation et validation expérimentale : application notamment à un tracteur agricole en labour sur sol meuble". Poitiers, 1997. http://www.theses.fr/1997POIT2356.

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La premiere partie du travail est la modelisation des phenomenes dynamiques dans les pylones compression d'un telepherique, dus au passage d'un vehicule et aux chocs produits par la pince sur les galets de balanciers. A cet effet, on a developpe un modele dynamique du systeme balancier - pylone - vehicule - cable. Les resultats theoriques et experimentaux montre que le modele simule tres bien le comportement du systeme. La deuxieme partie du travail est consacree a l'analyse dynamique spatiale d'un tracteur agricole a quatre roues motrices avec outil sur sol meuble. D'abord, nous developpons le modele du pneu - sol, ensuit nous presentons le modele du tracteur 4rm sur sol meuble et finalement nous developpons le modele du contact outil - sol. Dans chaque etape de la modelisation, nous validons le modele avec les resultats des essais experimentaux effectues. Les resultats obtenus montrent que le modele tracteur - outil presente tres biens les comportements dynamiques du systeme tracteurs - outil. La troisieme partie du travail est consacree a l'analyse dynamique d'un robot souple. Les resultats obtenus ont ete verifies experimentalement et ils sont tres satisfaisants.

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Boussier, Jean-Marie. "Modélisation de comportements dans les systèmes dynamiques : Application à l'organisation et à la régulation de stationnement et de déplacement dans les Systèmes de Trafic Urbain". Phd thesis, Université de La Rochelle, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00411272.

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L'objectif de nos travaux est de développer un cadre méthodique afin de modéliser les préférences, les changements de comportement des individus ainsi que leurs impacts sur l'état d'un système complexe dans un contexte dynamique. L'utilisateur doit simuler les conséquences des politiques de transports et d'urbanisme sur l'offre et demande de stationnement, étape essentielle. Modéliser les préférences hétérogènes des usagers, intégrer des connaissances, selon des logiques comportementales différentes, ont justifié l'approche multi agents. Afin d'avoir des représentations adaptatives et évolutives des comportements des agents individus, les processus décisionnels et d'apprentissage sont modélisés au moyen d'un panier d'outils issus de l'optimisation des procédés industriels, des techniques Data Mining, de marketing. L'emploi personnalisé du simulateur avec l'interactivité utilisateursimulateur a motivé l'adaptation de ce cadre méthodique à la simulation des systèmes complexes sociétaux.

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Madini-Zouine, Zhour. "Caractérisation et modélisation des dynamiques non linéaires dans les dispositifs pour systèmes de télécommunications : cas de la PLL et de l’amplificateur de puissance". Limoges, 2008. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/305e64c0-a054-4cbb-b186-af5fa3c22754/blobholder:0/2008LIMO4008.pdf.

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Ce travail concerne principalement la caractérisation et la modélisation des dynamiques non linéaires pour systèmes de télécommunications et plus particulièrement les PLLs et les amplificateurs de puissance. Le premier objectif est de traiter les aspects de modélisation descendante de la PLL dans le but de propager les spécifications de conception depuis le haut de la hiérarchie jusqu’au bas de l’échelle. Le deuxième objectif est de développer un modèle d’amplificateur dédié à intégrer efficacement et simultanément les deux types de mémoire HF et BF. Nous avons développé deux modèles basés sur le formalisme de séries de Volterra modulées : explicite qui prend en compte un effet de propagation de la porteuse et implicite qui comporte une vraie boucle de rétroaction, plus proche du mécanisme réel. Nous avons développé également une nouvelle méthode d’extraction des effets de mémoire BF qui nécessite uniquement des simulations d’équilibrage harmonique donc plus rapide et précise
This work mainly deals with the characterization and modeling of nonlinear dynamic devices for telecommunication systems and more particularly PLL and power amplifier components. The first aim is to handle PLL top-down modelling approach in order to spread the design specifications from the top of the hierarchy to the bottom. The second aim is to develop an amplifier model that integrates effectively and simultaneously both short (HF) and long term (BF) nonlinear memory effects. Two models based on the compound dynamic Volterra structure are developed: explicit which takes into account the carrier-spreading effects and implicit which involves a true feedback loop, close to the actual mechanism. We have also developed an efficient approach to characterize and reproduce long term memory effects based on two-tone measurements which requires only Harmonic Balance analysis. This technique resolves limitations of the model related to model parameters extraction accuracy and convergence speed

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Schmitt, Clara. "Modélisation de la dynamique des systèmes de peuplement : de SimpopLocal à SimpopNet". Thesis, Paris 1, 2014. http://www.theses.fr/2014PA010511/document.

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L'évolution des villes est-elle le résultat de leurs multiples interactions ? C'est sur ce postulat que s'appuie la théorie évolutive urbaine (Pumain, 2000) pour analyser les processus de croissance des villes. Cette thèse, réalisée dans un contexte inter-disciplinaire, vise à évaluer la validité d'une telle hypothèse par la simulation informatique. Pour mener à bien ce projet, les savoirs accumulés sur la dynamique des systèmes de villes sont d'abord rassemblés afin d'en extraire les grandes caractéristiques, synthétisées sous la forme de dix fait stylisés majeurs. Deux modèles de simulation, SimpopLocal et SimpopNet, sont ensuite construits, documentés de manière standardisée, et explorés de manière systématique. Ces modèles interrogent chacun un aspect précis de la théorie évolutive urbaine: la nature des interactions interurbaines pour le premier et leur support pour le second. Les besoins associés à leur nécessaire évaluation ont guidé la conception et la mise en œuvre de deux protocoles d'explorations systématiques inédits: une méthode de calibrage automatisée, et un protocole d'analyse de sensibilité qui évalue individuellement la contribution de chaque mécanisme aux comportements simulés. Ces deux formes d'exploration confrontent de façon systématique les résultats de simulation avec les connaissances actuelles. Elles montrent que ces modèles sont capables de rendre compte de processus clés de la dynamique des systèmes des villes et prouvent pour la première fois la nécessité de mécanismes d'interactions interurbaines pour simuler des croissances proches des évolutions de systèmes réels
Is urban growth the result of multiple interactions between cities ? Urban evolutionary theory (Pu main, 2000), based on this postulate, analyses urban growth processes. This thesis, undertaken in an inter-disciplinary context, aims to evaluate the validity of the hypothesis by means of computer simulation. Strong regularities of the urban systems dynamics are extracted from the accumulated scientific knowledge and synthetized into ten major stylized facts. Two simulation models, SimpopLocal and SimpopNet, are then built, documented - thanks to a standardized grid - and systematically explored. They each question a specific aspect of the urban evolutionary theory : the nature of the inter-urban interactions for the first model (i.e. competition for innovation) and their support for the second model (i.e. the role of the communication network structure). The evaluation of the two models required the design and the implementation of two original exploration protocols : an automated calibration method and a sensibility analysis protocol (the Exploration Profile algorithm) which individually evaluates the contribution of each implemented mechanism to the simulated behavior. These two forms of exploration systematically confront the simulation results with current scientific knowledge. They indicate that the two models are able to account for key processes of urban systems dynamics, such as their hierarchical organization, and demonstrate for the first time the need for interurban interaction mechanisms in order to simulate urban evolutions that are close to those observed on real urban systems

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Bézenac, Emmanuel de. "Modeling physical processes with deep learning : a dynamical systems approach". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2021. http://www.theses.fr/2021SORUS203.

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L'apprentissage profond s'impose comme un outil prédominant pour l'IA, avec de nombreuses applications fructueuses pour des taches où les données sont abondantes et l'accès aux connaissances préalables est difficile. Cependant ce n'est pas encore le cas dans le domaine des sciences naturelles, et encore moins pour l'étude des systèmes dynamiques. En effet, ceux-ci font l'objet d'études depuis des siècles, une quantité considérable de connaissances a ainsi été acquise, et des algorithmes et des méthodes ingénieux ont été développés. Cette thèse a donc deux objectifs principaux. Le premier concerne l'étude du rôle que l'apprentissage profond doit jouer dans ce vaste écosystème de connaissances, de théories et d'outils. Nous tenterons de répondre à cette question générale à travers un problème concret: la modélisation de processus physiques complexes à l'aide de l'apprentissage profond. Le deuxième objectif est en quelque sorte son contraire; il concerne l'analyse les algorithmes d'apprentissage profond à travers le prisme des systèmes dynamiques et des processus physiques, dans le but d'acquérir une meilleure compréhension et de développer de nouveaux algorithmes pour ce domaine
Deep Learning has emerged as a predominant tool for AI, and has already abundant applications in fields where data is abundant and access to prior knowledge is difficult. This is not necessarily the case for natural sciences, and in particular, for physical processes. Indeed, these have been the object of study since centuries, a vast amount of knowledge has been acquired, and elaborate algorithms and methods have been developped. Thus, this thesis has two main objectives. The first considers the study of the role that deep learning has to play in this vast ecosystem of knowledge, theory and tools. We will attempt to answer this general question through a concrete problem: the one of modelling complex physical processes, leveraging deep learning methods in order to make up for lacking prior knowledge. The second objective is somewhat its converse: it focuses on how perspectives, insights and tools from the field of study of physical processes and dynamical systems can be applied in the context of deep learning, in order to gain a better understanding and develop novel algorithms

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Debry, Edouard. "Modélisation et simulation numérique de la dynamique des aérosols atmosphériques". Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2004. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001030.

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Des modèles de chimie transport permettent le suivi réaliste des polluants en phase gazeuse dans l'atmosphère. Cependant, lapollution atmosphérique se trouve aussi sous forme de fines particules en suspension, les aérosols, qui interagissent avec la phase gazeuse, le rayonnement solaire, et possèdent une dynamique propre. Cette thèse a pour objet la modélisation et la simulation numérique de l'Equation Générale de la Dynamique des aérosols (GDE). La partie I traite de quelques points théoriques de la modélisation des aérosols. La partie II est consacrée à l'élaboration du module d'aérosols résolu en taille (SIREAM). dans la partie III, on effectue la réduction du modèle en vue de son utilisation dans un modèle de dispersion tel que POLAIR3D. Plusieurs points de modélisation restent encore largement ouverts: la partie organique des aérosols, le mélange externe, le couplage à la turbulence, et les nano-particules.

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Faverge, Mathieu. "Ordonnancement hybride statique-dynamique en algèbre linéaire creuse pour de grands clusters de machines NUMA et multi-cœurs". Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00453997.

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Les nouvelles architectures de calcul intensif intègrent de plus en plus de microprocesseurs qui eux-mêmes intègrent un nombre croissant de cœurs de calcul. Cette multiplication des unités de calcul dans les architectures ont fait apparaître des topologies fortement hiérarchiques. Ces architectures sont dites NUMA. Les algorithmes de simulation numérique et les solveurs de systèmes linéaires qui en sont une brique de base doivent s'adapter à ces nouvelles architectures dont les accès mémoire sont dissymétriques. Nous proposons dans cette thèse d'introduire un ordonnancement dynamique adapté aux architectures NUMA dans le solveur PaStiX. Les structures de données du solveur, ainsi que les schémas de communication ont dû être modifiés pour répondre aux besoins de ces architectures et de l'ordonnancement dynamique. Nous nous sommes également intéressés à l'adaptation dynamique du grain de calcul pour exploiter au mieux les architectures multi-cœurs et la mémoire partagée. Ces développements sont ensuite validés sur un ensemble de cas tests sur différentes architectures.

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Aouiche, Ismail. "Dynamique morphosédimentaire de la baie d’Agadir : approche multi-méthodes et préconisations pour une gestion intégrée de la zone côtière". Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM3017/document.

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Les systèmes côtiers, où le transport sédimentaire est perturbé par les aménagements côtiers sur la côte et l’avant côte, fournissent généralement d'excellents exemples permettant de mettre en lumière ces liens. Cela est faisable lorsque l’ensemble des données bathymétriques d’avant-côte, qui ne sont pas toujours disponibles, sont recueillies au fil du temps. La baie et la ville d'Agadir forment ensemble un des pôles de développement économique le plus important de la côte atlantique du Maroc. En utilisant une approche méthodologique basée sur la modélisation de la houle et des courants, le différentiel de levées topo-bathymétriques, la détermination de l’évolution du trait de côte et le suivi topographique de la zone intertidale, nous mettons en évidence les liens étroits entre les variations des petits fonds et la ligne du trait de côte. Ces liens impliquent à la fois les voies de transport cross-shore et longshore, les variations du budget sédimentaire et la détermination de cellules sédimentaires. Nous avons également suivi l’évolution morphologique de la zone intertidale de la baie en réponse à huit tempêtes qui ont lieu entre Janvier 2014 et Mars 2014. Les résultats obtenus par les simulations numériques montrent que les deux premières tempêtes sont responsables des changements morphologiques majeurs au niveau de la zone intertidale
Coastal systems where sediment transport is perturbed by engineering interventions on the shoreline and shoreface commonly provide fine examples liable to throw light on these links. This is especially so where shoreface bathymetric datasets, which are generally lacking, are collected over time, enabling more or less fine resolution of the meso-scale coastal sediment budget. Agadir Bay and the city of Agadir together form one of the two most important economic development poles on the Atlantic coast of Morocco. Using a combined methodological approach based on wave–current modelling, bathymetric chart-differencing, determination of shoreline fluctuations, and beach topographic surveying, we highlight the close links between variations in the bed of the inner shoreface and the bay shoreline involving both cross-shore and longshore sand transport pathways, sediment budget variations and new sediment cell patterns. This work discusses also the morphological changes and evolution of Agadir Bay beach (Morocco) in response to eight storms between January 2014 and March 2014. A comparison is carried out of the evolution and variability of the beach in a sector of the bay protected by the commercial harbour of Agadir relative to a sector down drift of the harbour that is more exposed to waves, and changes affecting the beach following these storms are examined. Wave influence is evaluated using numerical simulations. The results show that despite being of relatively low intensity, the two first storm events, and especially storm 1, are responsible for major beach morphological changes

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Zéphyr, Luckny. "Optimisation stochastique des systèmes multi-réservoirs par l'agrégation de scénarios et la programmation dynamique approximative". Doctoral thesis, Université Laval, 2015. http://hdl.handle.net/20.500.11794/26056.

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Les problèmes de gestion des réservoirs sont stochastiques principalement à cause de l’incertitude sur les apports naturels. Ceci entraine des modèles d’optimisation de grande taille pouvant être difficilement traitables numériquement. La première partie de cette thèse réexamine la méthode d’agrégation de scénarios proposée par Rockafellar et Wets (1991). L’objectif consiste à améliorer la vitesse de convergence de l’algorithme du progressive hedgging sur lequel repose la méthode. L’approche traditionnelle consiste à utiliser une valeur fixe pour ce paramètre ou à l’ajuster selon une trajectoire choisie a priori : croissante ou décroissante. Une approche dynamique est proposée pour mettre à jour le paramètre en fonction d’information sur la convergence globale fournie par les solutions à chaque itération. Il s’agit donc d’une approche a posteriori. La thèse aborde aussi la gestion des réservoirs par la programmation dynamique stochastique. Celle-ci se prête bien à ces problèmes de gestion à cause de la nature séquentielle de leurs décisions opérationnelles. Cependant, les applications sont limitées à un nombre restreint de réservoirs. La complexité du problème peut augmenter exponentiellement avec le nombre de variables d’état, particulièrement quand l’approche classique est utilisée, i.e. en discrétisant l’espace des états de « manière uniforme ». La thèse propose une approche d’approximation sur une grille irrégulière basée sur une décomposition simpliciale de l’espace des états. La fonction de valeur est évaluée aux sommets de ces simplexes et interpolée ailleurs. À l’aide de bornes sur la vraie fonction, la grille est raffinée tout en contrôlant l’erreur d’approximation commise. En outre, dans un contexte décision-information spécifique, une hypothèse « uni-bassin », souvent utilisée par les hydrologues, est exploitée pour développer des formes analytiques pour l’espérance de la fonction de valeur. Bien que la méthode proposée ne résolve pas le problème de complexité non polynomiale de la programmation dynamique, les résultats d’une étude de cas industrielle montrent qu’il n’est pas forcément nécessaire d’utiliser une grille très dense pour approximer la fonction de valeur avec une précision acceptable. Une bonne approximation pourrait être obtenue en évaluant cette fonction uniquement en quelques points de grille choisis adéquatement.
Reservoir operation problems are in essence stochastic because of the uncertain nature of natural inflows. This leads to very large optimization models that may be difficult to handle numerically. The first part of this thesis revisits the scenario aggregation method proposed by Rochafellar and Wets (1991). Our objective is to improve the convergence of the progressive hedging algorithm on which the method is based. This algorithm is based on an augmented Lagrangian with a penalty parameter that plays an important role in its convergence. The classical approach consists in using a fixed value for the parameter or in adjusting it according a trajectory chosen a priori: decreasing or increasing. This thesis presents a dynamic approach to update the parameter based on information on the global convergence provided by the solutions at each iteration. Therefore, it is an a posteriori scheme. The thesis also addresses reservoir problems via stochastic dynamic programming. This scheme is widely used for such problems because of the sequential nature of the operational decisions of reservoir management. However, dynamic programing is limited to a small number of reservoirs. The complexity may increase exponentially with the dimension of the state variables, especially when the classical approach is used, i.e. by discretizing the state space into a "regular grid". This thesis proposes an approximation scheme over an irregular grid based on simplicial decomposition of the state space. The value function is evaluated over the vertices of these simplices and interpolated elsewhere. Using bounds on the true function, the grid is refined while controlling the approximation error. Furthermore, in a specific information-decision context, a "uni-bassin" assumption often used by hydrologists is exploited to develop analytical forms for the expectation of the value function. Though the proposed method does not eliminate the non-polynomial complexity of dynamic programming, the results of an industrial case study show that it is not absolutely necessary to use a very dense grid to appropriately approximate the value function. Good approximation may be obtained by evaluating this function at few appropriately selected grid points.

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Roy, Fabrice. "Etude du système couplé Boltzmann sans collisions-Poisson pour la gravitation : simulations numériques de la formation des systèmes auto-gravitants". Phd thesis, Versailles-St Quentin en Yvelines, 2004. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002403.

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Nous étudions la formation et les propriétés des systèmes auto-gravitants à l'aide de simulations numériques à N corps d'effondrements gravitationnels. Nous effectuons dans un premier temps une synthèse des principaux résultats analytiques concernant les équations de Boltzmann sans collisions et de Poisson, qui modélisent les systèmes gravitationnels non collisionnels ainsi que certaines solutions analytiques de ce système couplé d'équations. Nous présentons ensuite les codes de calcul utilisés pour les simulations. Nous avons parallélisé certains de ces codes, nous introduisons donc le calcul parallèle et la bibliothèque d'échange de message MPI. Nous exposons enfin les résultats de nos simulations, et leurs analyses. Nous déduisons de ces analyses divers résultats pouvant expliquer différentes caractéristiques des systèmes auto-gravitants ainsi que les conditions initiales nécessaires au déclenchement des instabilités d'Antonov et d'orbites radiales.

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Le, Page Patrick. "Analyse des relations clients-fournisseurs par une approche multi-agent". Toulouse, ENSAE, 1993. http://www.theses.fr/1993ESAE0016.

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La complexité croissante des systèmes de production et de leurs interactions avec des agents extérieurs (clients, fournisseurs, sous-traitants) rend leur conduite de plus en plus délicate. Souvent, les décideurs ne disposent pas des outils nécessaires pour mesurer l'influence à moyen et long terme de leurs décisions stratégiques. La problématique des relations clients-fournisseurs définie dans cette thèse s'inscrit dans ce cadre. Elle est abordée ici grâce à l'utilisation de l'approche multi-agent. On montre que ce type de modélisation, par sa structuration et sa capacité à représenter différents types d'interactions, synthétise et complète les apports de la systémique et de la modélisation orientée objets. Elle constitue ainsi un excellent outil de représentation de la connaissance. Une méthodologie d'utilisation de l'approche multi-agent en simulation est proposée et utilisée sur deux problèmes complémentaires : l’analyse d'oscillations annuelles des commandes, rencontrées dans l'industrie des composants de base, permet d'illustrer la problématique des relations clients-fournisseurs externes à l'entreprise. Un modèle générique est proposé puis instancié dans le cas de l'industrie du semi-conducteur. Des résultats obtenus grâce à l'utilisation du modèle sont proposés, dans un but d'explication de phénomènes réels ou d'amélioration du comportement global. L’étude de la gestion de production d'une entreprise constituée de plusieurs sites montre un exemple de problème issu des relations clients-fournisseurs internes à l'entreprise. Un modèle multi-agent est proposé, ainsi que des stratégies de négociation entre sites. Outre des résultats importants obtenus principalement sur la première étude, ces deux problèmes auront permis de mettre en évidence la nécessité d'une vision clients-fournisseurs de certains problèmes industriels, et l'intérêt de l'approche multi-agent pour les analyser.

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Gagnol, Vincent. "Modélisation du comportement dynamique des électrobroches UGV". Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00695243.

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Les electrobroches UGV sont des éléments très influents sur la durée de vie des moyens de production car elles font partie des sous-systèmes les plus complexes et les plus sollicités d'une machine-outil. L'insufissance de maîtrise du comportement dynamique en usinage de ces systèmes induit des coûts d'exploitation et de maintenance très importants et constitue un frein à l'essor de cette technologie. Les travaux de thèse ont permis d'élaborer un modèle éléments finis de prédiction du comportement dynamique d'électrobroches en rotation. La simulation du modèle permet d'observer une forte dépendance du comportement dynamique avec la fréquence de rotation de la broche.Les propriétés du modèle sont ensuite exploitées pour prédire les conditions de stabilité d'une opération d'usinage. Les résultats numériques présentés dans la thése ont fait l'objet de validations expérimentales. Un logiciel industriel d'analyse d'electrobroches BrochePro a été élaboré

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Gagnol, Vincent. "Modélisation du comportement dynamique des électrobroches UGV". Phd thesis, Clermont-Ferrand 2, 2006. https://theses.hal.science/docs/00/69/52/43/PDF/2006CLF21670.pdf.

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Les électrobroches UGV sont des éléments très influents sur la durée de vie des moyens de production car elles font partie des sous-systèmes les plus complexes et les plus sollicités d'une machine-outil. L'insuffisance de maîtrise du comportement dynamique en usinage de ces systèmes induit des coûts d'exploitation et de maintenance très importants et constitue un frein à l'essor de cette technologie. Les travaux de thèse ont permis d'élaborer un modèle éléments finis de prédiction du comportement dynamique d'électrobroches en rotation. La simulation du modèle permet d'observer une forte dépendance du comportement dynamique avec la fréquence de rotation de la broche. Les propriétés du modèle sont ensuite exploitées pour prédire les conditions de stabilité d'une opération d'usinage. Les résultats numériques présentés dans la thèse ont fait l'objet de validations expérimentales. Un logiciel industriel d'analyse d'électrobroches BrochePro a été élaboré

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Brissaud, Florent. "Contributions à la Modélisation et à l'Évaluation de la Sûreté de Fonctionnement de Systèmes de Sécurité à Fonctionnalités Numériques". Phd thesis, Université de Technologie de Troyes, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00553045.

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L'utilisation de nouvelles technologies au sein des systèmes relatifs à la sécurité soulève des problèmes en termes de maîtrise des risques technologiques, et il est nécessaire de disposer d'outils d'évaluation probabiliste adaptés à la complexité accrue de ces systèmes. Les travaux présentés dans ce mémoire apportent des contributions à l'évaluation de la sûreté de fonctionnement des systèmes de sécurité, et en particulier des capteurs-transmetteurs à fonctionnalités numériques qui combinent l'acquisition de données avec des fonctions avancées de traitement et de transmission de l'information. L'objectif est d'étendre les méthodes de modélisation de la sûreté de fonctionnement, afin de mieux prendre en compte les diverses interactions et les comportements dynamiques mis en jeu par ces systèmes. Le premier modèle proposé permet de représenter les aspects fonctionnels et matériels d'un système de sécurité, les défauts et défaillances, ainsi que les diverses relations entre éléments. Cette modélisation sert de support à des analyses de fiabilité et à des analyses d'incertitudes liées aux paramètres et au modèle. Une seconde contribution considère les capteurs-transmetteurs comme éléments de systèmes de contrôle-commande et vise à modéliser les interactions entre ces capteurs-transmetteurs, celles avec d'autres éléments du système, ainsi qu'avec le processus contrôlé, dans une approche de fiabilité dynamique.

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Delay, Guillaume. "Analyse des écoulements transitoires dans les systèmes d'injection directe essence : effets sur l'entraînement d'air instationnaire du spray". Phd thesis, Toulouse, INPT, 2005. http://oatao.univ-toulouse.fr/7367/1/delay1.pdf.

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L'objectif de cette étude est de déterminer l'effet des fluctuations de débit liquide instantané d'un injecteur sur l'entraînement d'air instationnaire d'un spray conique creux de type injection directe essence. Pour ce faire, nous utilisons plusi eurs outils, expérimentaux et numériques. Une méthode de mesure de débit liquide instantané, basée sur la modélisation physique des écoulements pulsés est utilisée. La mesure de la vitesse (Anémométrie Laser Doppler) de l'écoulement à l'axe de la conduite alimentant l'injecteur suffit pour reconstruire l'écoulement avant l'injecteur. Un logiciel de modélisation hydraulique et mécanique (AMESim) permet d'obtenir le débit liquide instantané en sortie de l'injecteur. La validation est réalisée grâce aux résultats de la méthode de reconstruction et à des mesures de pression de rampe d'injection. La Vélocimétrie par Images de Particules Fluorescentes (FPIV), adaptée aux milieux diphasiques denses, donne accès à l'écoulement d'air autour et à l'intérieur du spray cônique. Des mesures de vitesse d'air à proximité de la nappe diphasique permettent de déterminer l'entraînement d'air instationnaire du spray. En se basant sur des données de granulométrie et de vitesse du carburant en sortie de l'injecteur, l'analyse des échanges de quantité de mouvement des gouttes vers l'air permet enfin de proposer un modèle d'entraînement instationnaire fidèle aux mesures FPIV.

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Chajmowicz, Henri. "Modélisation et simulation numérique de structures articulées flexibles". Phd thesis, Marne-la-vallée, ENPC, 1996. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00569038.

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Nous nous intéressons, dans ce travail, aux chaînes ouvertes de corps élastiques, animés de grands mouvements rigides. Nous considérons deux types de problèmes : problème direct où on recherche les déplacements de la chaîne à chargement connu, problème inverse où la donnée est une position ou une trajectoire de l'extrémité terminale de la chaîne et où on recherche le chargement à imposer pour obtenir cette position ou cette trajectoire. Nous supposons que les corps de la chaîne sont bien modélisés par des poutres élastiques et nous étudions deux types de modélisations: une modélisation linéaire (approche convective) où les petits déplacements élastiques sont mesurés par rapport à un repère flottant qui suit les mouvements rigides des poutres de la chaîne et une modélisation non-linéaire (approche globale) où Ton n'effectue pas, au niveau de la formulation mécanique, de découplage entre déplacement élastique et déplacement rigide. Notre travail comporte la formulation mécanique et l'étude mathématique du problème direct dans les cas statiques et dynamiques, ce dans le cadre de l'approche convective et de l'approche globale, ainsi que l'étude mathématique d'un problème inverse dynamique simplifié. Nous avons en outre réalisé un traitement numérique simple et efficace du problème direct, ce dans le cas statique pour l'approche convective et dans les cas statiques et dynamiques pour l'approche globale.

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Larboulette, Caroline. "Traitement temps-réel des déformations de la peau et des tissus sous-cutanés pour l'animation de personnages". Phd thesis, INSA de Rennes, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00528651.

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L'animation traditionnelle de personnages repose sur la création d'une enveloppe externe, appelée la peau, et d'un squelette interne constitué d'une hiérarchie de reperes permettant de la déformer. De par son efficacité, le skinning est la technique de prédilection des infographistes. Cependant, bien que de nombreux travaux aient permis de résoudre les problemes notoires de la méthode, certains types de déformations ne peuvent toujours pas être générés. On y retrouve les plis dynamiques de la peau ou des vêtements au niveau des articulations ou bien les effets d'inertie des masses musculaires et graisseuses lors de mouvements secs et rapides. Dans cette these, nous proposons deux techniques de modélisation et d'animation traitant ces problemes spécifiques qui peuvent être utilisées sur une animation existante pour en accroître le réalisme. Notre premiere contribution s'attache a ajouter, en temps-réel, des déformations dynamiques de la couche muscles/graisse aux déformations cinématiques obtenues par skinning ou tout autre technique équivalente. L'effet dynamique est calculé a travers une simplification des lois de l'élasticité linéaire. Pour cela, des éléments dynamiques associant les vibrations d'un ressort a un ensemble de poids assignés aux sommets du maillage permettent d'effectuer un skinning dynamique. L'emplacement, la fréquence et l'amplitude de ces effets sont spécifiés, de maniere très simple, par l'utilisateur. Sur cette couche vient se greffer une surface fine qui peut être soit la peau, soit directement un vêtement. Cette surface, d'aire quasiment constante, suit les déformations des muscles et des tissus graisseux tout en plissant lorsqu'elle se retrouve compressée. Pour cela, l'utilisateur positionne et oriente une courbe de contrôle qui se déforme a longueur constante et spécifie sa région d'influence. Pendant l'animation, des plis géométriques sont générés en temps-réel dans les zones couvertes par l'outil, le maillage étant raffiné localement a la volée.

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Kagunda, Joséphine. "Mathematical analysis and dynamical systems : modeling Highland malaria in western Kenya". Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0271/document.

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Resumen

L'objectif de cette thèse est de modéliser la transmission du paludisme dans la région montagneuse de l'ouest du Kenya, en se servant des outils de systèmes dynamiques. Nous considérons deux modèles mathématiques. Le premier prend en compte une susceptibilité et une infectivité différentielle dans les métapopulations, et le second un taux de saturation des repas sanguins dans la population des moustiques. Dans le premier modèle, nous considérons plusieurs écosystèmes identifiés comme zones sensibles dans la région montagneuse de l'ouest du Kenya. Dans ce modèle, ces zones sensibles sont considérées comme nos différents patchs. Les populations de chaque patch sont divisées en deux : les enfants et les adultes. Le modèle nous permet d'évaluer le rôle de l'hétérogénéité de l'écosystème et la persistance de l'épidémie dans la région, due à la structuration d'âge. Nous prenons en compte la susceptibilité et l'infectivité différentielle afin d'étendre le modèle d'un patch en un modèle à plusieurs patchs. Après avoir subdivisé la région en n zones sensibles, nous faisons une analyse mathématique du modèle obtenu. Pour effectuer cette analyse, nous utilisons la théorie des systèmes triangulaires, des systèmes dynamiques monotones, des systèmes dynamiques non linéaires anti-monotones et le principe d'invariance de LaSalle. Un des éléments très utilisés dans notre analyse qui est un concept clé en épidémiologie, est le taux de reproduction de base, très souvent noté Ro. Cette quantité, sans dimension, est le nombre moyen de cas secondaires, engendré par un individu infectieux typique durant sa période d'infectiosité, quand il est introduit dans une population constituée entièrement de susceptibles. L'existence et la stabilité du point d'équilibre sans maladie (DFE) sont établies et nous prouvons que le DFE est globalement asymptotiquement stable lorsque Ro<1. Lorsque Ro>1, le modèle admet un point d'équilibre endémique qui est globalement asymptotiquement stable. L'analyse de notre modèle montre que la structuration d'âge réduit l'ampleur de l'infection. En utilisant les données relevées, nous faisons quelques simulations numériques afin de montrer l'impact de la métapopulation et de la structuration d'âge sur le taux de reproduction de base. Dans la seconde partie, nous formulons un modèle de paludisme avec saturation du taux d'alimentation des moustiques qui nous conduit à une incidence non linéaire. Nous démontrons que DFE est globalement asymptotiquement stable si Ro<1. Lorsque Ro>1, il existe un unique point d'équilibre endémique qui est globalement asymptotiquement stable. Des simulations numériques sont faites afin d'illustrer l'impact de la saturation d'alimentation sur le taux de reproduction de base
The objective of this thesis is to model highland malaria in western Kenya using dynamical systems. Two mathematical models are formulated ; one, on differentiated susceptibility and differentiated infectivity in a metapopulation setting with age structure, the other, a saturated vector feeding rate model with disease induced deaths and varying host and vector populations. In the first model, we consider the different ecosystems identified as malaria hotspots in the western Kenya highlands and consider the ecosystems as different patches. The population in each patch is classified as, either child or, adult. The model will aid in examining the role of ecosystem heterogeneity and age structure to the persistent malaria epidemics in the highlands. We formulate the differentiated susceptibility and infectivity model that extend to multiple patches the well known epidemiological models in one patch. Classifying the hot spots as n patches, we give its mathematical analysis using the theory of triangular system, monotone non-linear dynamical systems, and Lyapunov-Lasalle invariance principle techniques. Key to our analysis is the definition of a reproductive number, Ro, the number of new infections caused by one individual in an otherwise fully susceptible population throughout the duration of the infectious period. The existence and stability of disease-free and endemic equilibrium is established. We prove that the disease free state of the systems is globally asymptotically stable when the basic reproduction number Ro<1, and when Ro>1 an endemic equilibrium is established which is locally and globally asymptotically stable. The model shows that the age structuring reduces the magnitude of infection. Using relevant data we did some simulation, to demonstrate the role played by metapopulation and age structuring on the incidence and Ro. In the second part we formulate a model for malaria with saturation on the vector feeding rates that lead to a nonlinear function in the infection term. The vector feeding rate is assumed, as in the predator prey models, to rise linearly as a function of the host-vector ratio until it reaches a threshold Qv, after which the vector feeds freely at its desired rate. The two populations are variable and drive malaria transmission, such that when the vectors are fewer than hosts, the rate of feeding is determined by the vectors feeding desire, whereas, when the hosts are more than the vectors, the feeding rate is limited by host availability and other feeding sources may have to be sought by the vector. Malaria induced deaths are introduced in the host population, while the vector is assumed to survive with the parasite till its death. We prove that the Disease Free Equilibrium is locally and globally asymptotically stable if Ro<1 and when Ro>1, an endemic equilibrium emerges, which is unique, locally and globally asymptotically stable. The role of the saturated mosquito feeding rate is explored with simulation showing the crucial role it plays especially on the basic reproduction number

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Batt, Grégory. "Validation de modèles qualitatifs de réseaux de régulation génique : une méthode basée sur des techniques de vérification formelle". Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00012040.

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Resumen

Les réseaux de régulation génique contrôlent le développement et le fonctionnement des organismes vivants. Etant donné que la plupart des réseaux de régulation génique d'intérêt biologique sont grands et que leur dynamique est complexe, la compréhension de leur fonctionnement est un problème biologique majeur. De nombreuses méthodes ont été développées pour la modélisation et la simulation de ces systèmes. Etonnamment, le problème de la validation de modèle n'a reçu jusqu'à récemment que peu d'attention. Pourtant, cette étape est d'autant plus importante que dans le contexte de la modélisation de réseaux de régulation génique, les systèmes modélisés sont complexes et encore imparfaitement connus.

Dans cette thèse, nous proposons une approche permettant de tester la validité de modèles de réseaux de régulation génique en comparant les prédictions obtenues avec les données expérimentales. Plus spécifiquement, nous considérons dans ce travail une classe de modèles qualitatifs définis en termes d'équations différentielles linéaires par morceaux (LPM). Ces modèles permettent de capturer les aspects essentiels des régulations géniques, tout en ayant une forme mathématique simple qui facilite leur analyse symbolique. Egalement, nous souhaitons utiliser les informations qualitatives sur la dynamique du système données par les changements du sens de variation des concentrations des protéines du réseau. Ces informations peuvent être obtenues expérimentalement à partir de profils d'expression temporels.

La méthode proposée doit satisfaire deux contraintes. Premièrement, elle doit permettre d'obtenir des prédictions bien adaptées à la comparaison avec le type de données considéré. Deuxièmement, étant donné la taille et la complexité des réseaux d'intérêt biologique, la méthode doit également permettre de vérifier efficacement la cohérence entre prédictions et observations.

Pour répondre à ces deux contraintes, nous étendons dans deux directions une approche précédemment développée par de Jong et collègues pour l'analyse symbolique des modèles LPM qualitatifs. Premièrement, nous proposons d'utiliser une représentation plus fine de l'état du système, permettant d'obtenir, par abstraction discrète, des prédictions mieux adaptées à la comparaison avec les données expérimentales. Deuxièmement, nous proposons de combiner cette méthode avec des techniques de model checking. Nous montrons que l'utilisation combinée d'abstraction discrète et de model checking permet de vérifier efficacement les propriétés dynamiques, exprimées en logique temporelle, des modèles continus.

Cette méthode a été implémentée dans une nouvelle version de l'outil Genetic Network Analyzer (GNA 6.0). GNA 6.0 a été utilisé pour la validation de deux modèles grands et complexes de l'initiation de la sporulation chez B. subtilis et de la réponse au stress nutritionnel chez E. coli. Nous avons ainsi pu vérifier que les prédictions obtenues étaient en accord avec la plupart des données expérimentales disponibles dans la littérature. Plusieurs incohérences ont également été identifiées, suggérant des révisions des modèles ou la réalisation d'expériences complémentaires. En dehors d'une contribution à une meilleure compréhension du fonctionnement de ces systèmes, ces deux études de cas illustrent plus généralement que, par la méthode proposée, il est possible de tester si des prédictions obtenues pour des modèles complexes sont cohérentes avec un large éventail de propriétés observables expérimentalement.

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Abu-Tabak, Nesmat. "Stabilité dynamique des systèmes électriques multimachines : modélisation, commande, observation et simulation". Phd thesis, Ecole Centrale de Lyon, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00343722.

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Resumen

Cette thèse est un travail de modélisation, commande, observation et simulation des systèmes électriques multimachines. L'aspect nouveau est constaté au niveau de l'utilisation de l'observation d'état pour la commande en vue d'améliorer l'amortissement des systèmes électriques multimachines. Ce sujet est un sujet actuel et intéressant surtout avec le développement des réseaux de distribution. Des nouvelles sources, surtout les éoliennes, se trouvent en cogénération avec d'autre sources traditionnelles dans le même réseau ce qui met en question sa stabilité transitoire et dynamique. Cette thèse focalise sur l'impact de l'éolienne à vitesse variable sur le la stabilité du réseau électrique multimachine. L'éolienne, comme une source fluctuante, sera présentée, dans cette thèse, comme une source de perturbation qui influence la stabilité dynamique du réseau. Cette perturbation est liée directement à la commande de l'éolienne. L'éolienne est à machine asynchrone à vitesse variable commandée par orientation du flux statorique ou rotorique. Pour une telle commande la mesure du couple total est indispensable alors qu'il est difficilement mesurable. Dans ce contexte, un nouvel estimateur du couple total est discuté afin d'élaborer la commande. Nous comparerons entre trois types d'éolienne ; à MAS à vitesse fixe, variable et à MADA. Dans cette thèse, le modèle linéaire du système électrique multimachine sera obtenu en vue de la commande. Le modèle de l'éolienne ne sera pas inclus dans le modèle du réseau et l'éolienne sera considérée comme une charge passive. L'objectif final est d'améliorer les comportements dynamiques du système avec une commande par retour d'état statique. La commande et l'observateur d'état seront conçus par plusieurs méthodes très intéressantes parmi lesquelles la méthode LMI.

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Nguyen, Thi Nhu Thao. "Modélisation mathématique et simulation de la dynamique spatiale de populations de campagnols dans l’est de la France". Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2020. http://www.theses.fr/2020UBFCD031.

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L'objectif principal de la thèse est de proposer et d'analyser des modèles mathématiques basés sur des équations aux dérivées partielles (EDP) afin de décrire la dynamique spatiale de deux espèces de campagnols (Microtus arvalis et Arvicola terrestris), qui sont particulièrement surveillés dans l'est de la France. Les modèles que nous avons proposés reposent sur des EDP qui décrivent l'évolution de la densité de la population de campagnols en fonction du temps, de l'âge et de la position dans l'espace. Nous avons suivi deux approches complémentaires pour représenter la dynamique. Dans la première approche, nous avons proposé un premier modèle qui consiste en une EDP scalaire en structurée en temps, en âge, et en espace. Elle est complétée par une condition au bord non locale. Le flux est linéaire à coefficient constant dans la direction de l'âge mais contient un terme non local dans les directions de l'espace. De plus, l'équation contient un terme de second ordre par rapport aux variables spatiales. Nous avons démontré l'existence et la stabilité de solutions faibles entropiques pour le modèle en utilisant, la compacité par compensation établie par Panov et un argument du type doublement de variables. Dans la deuxième approche, nous nous sommes inspirés du modèle Multi Agents introduit par Marilleau-Lang-Giraudoux, où la dynamique spatiale des juvéniles est découplée de l'évolution locale dans chaque parcelle. Pour mettre en place ce deuxième modèle, nous avons introduit un graphe orienté dont les nœuds sont les parcelles (ou colonies). Dans chaque nœud, l'évolution de la colonie est décrite par une équation de transport structurée en temps et en âge, et les mouvements de dispersion dans l'espace sont représentés par les passages d'un nœud à un autre. Nous avons proposé une discrétisation du modèle, par des schéma volumes finis, et, grâce à des simulations numériques, nous avons pu illustrer le fait que le modèle est capable de reproduire certaines caractéristiques qualitatives de la dynamique spatiale observée dans la nature. Nous avons ensuite proposé un troisième modèle qui est un système proie-prédateur constitué d'une équation hyperbolique pour les prédateurs et d'une équation parabolique-hyperbolique pour les proies analogue à celle proposée dans le premier modèle. Le terme de force dans l'équation des prédateurs dépend de manière non localement de la densité des proies et les deux équations sont également couplées via des termes sources classiques de type Lotka-Volterra. Nous avons établi l'existence de solutions en appliquant la méthode de la viscosité évanescente, et nous avons établi un résultat de stabilité par un argument de type doublement de variables. Enfin nous avons proposé et validé un schéma de type volumes finis pour le premier modèle.La dernière partie de mes travaux de recherche est dédiée à un projet auquel j'ai participé lors d'une école d'été CEMRACS. Il concerne un sujet de biomathématiques différent du thème principal de la thèse et porte sur un modèle épidémiologique pour la salmonellose. Nous avons proposé un nouveau cadre de modélisation générique multi-échelles de la transmission hétérogène d'agents pathogènes dans une population animale. Au niveau intra-hôte, le modèle décrit l'interaction entre le microbiote commensal, le pathogène et la réponse inflammatoire. Des fluctuations aléatoires de la dynamique écologique du microbiote individuel et de la transmission à l'échelle inter-hôte sont ajoutées pour obtenir un modèle EDP de la distribution des agents pathogènes au niveau de la population. Une extension du modèle a, par ailleurs, été développé pour représenter la transmission entre plusieurs populations. Le comportement asymptotique ainsi que l'impact des stratégies de contrôle, y compris le nettoyage et l'administration d'antimicrobiens, sont étudiés par des simulations numériques
The main objective of the thesis is to propose and analyze mathematical models based on partial differential equations (PDE) to describe the spatial dynamics of two species of voles (Microtus arvalis and Arvicola terrestris), which are particularly monitored in Eastern France. The models that we have proposed are based on PDE which describe the evolution of the density of the population of voles as a function of time, age and position in space. We have two complementary approaches to represent the dynamics. In the first approach, we propose a first model that consists of a scalar PDE depending on time, age, and space supplemented with a non-local boundary condition. The flux is linear with constant coefficient in the direction of age but contains a non-local term in the directions of space. Moreover, the equation contains a second order term in the spatial variables only. We have demonstrated the existence and stability of weak entropy solutions for the model by using, respectively, the Panov's theorem of the multidimensional compensated and a doubling of the variables type argument. In the second approach we were inspired by a Multi Agent model proposed by Marilleau-Lang-Giraudoux, where the spatial dynamics of juveniles is decoupled from local evolution in each plot. To apply this model, we have introduced a directed graph whose nodes are the plots. In each node, the evolution of the colony is described by a transport equation with two variables, time and age, and the movements of dispersion, in space, are represented by the passages from one node to the other. We have proposed a discretization of the model, by finite volume methods, and noticed that this approach manages to reproduce the qualitative characteristics of the spatial dynamics observed in nature. We also proposed to consider a predator-prey system consisting of a hyperbolic equation for predators and a parabolic-hyperbolic equation for preys, where the prey's equation is analogous to the first model of the vole populations. The drift term in the predators' equation depends nonlocally on the density of prey and the two equations are also coupled via classical source terms of Lotka-Volterra type. We establish existence of solutions by applying the vanishing viscosity method, and we prove stability by a doubling of variables type argument. Moreover, concerning the numerical simulation of the first model in one-dimensional space, we obtain a finite volume discretization by using the upwind scheme and then validate the numerical scheme.The last part of my thesis work is a project in which I participated during a Summer school CEMRACS. The project was on a subject of biomathematics different from that of the thesis (an epidemiological model for salmonellosis). A new generic multi-scale modeling framework for heterogeneous transmission of pathogens in an animal population is suggested. At the intra-host level, the model describes the interaction between the commensal microbiota, the pathogen and the inflammatory response. Random fluctuations in the ecological dynamics of the individual microbiota and transmission at the inter-host scale are added to obtain a PDE model of drift-diffusion of pathogen distribution at the population level. The model is also extended to represent transmission between several populations. Asymptotic behavior as well as the impact of control strategies, including cleaning and administration of antimicrobials, are studied by numerical simulation

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Álvarez, Daziano Felipe. "Systèmes dynamiques dissipatifs et méthodes d'approximation en optimisation convexe". Montpellier 2, 1998. http://www.theses.fr/1998MON20241.

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Dans la premiere partie de cette these on etudie le comportement asymptotique des trajectoires de systemes dynamiques dissipatifs associes a l'etude de problemes d'optimisation convexes en dimension finie et infinie. On considere tout d'abord la methode de newton continue pour laquelle on montre, sous des hypotheses de forte convexite, que les trajectoires convergent vers l'unique minimum. On construit un nouveau systeme couplant la methode de newton avec des schemas d'approximation, ce qui permet de selectionner des solutions particulieres dans le cas de problemes d'optimisation mal poses en unicite. On etudie d'autre part le systeme de la boule pesante avec frottement, un systeme oscillant amorti, dont on montre la convergence faible des trajectoires vers des optima. Des versions discretes des systemes dynamiques precedents sont etudies pour lesquels on obtient des resultats de convergence similaires. Dans la deuxieme partie, on considere des methodes d'approximation pour certaines classes de problemes variationnels. En dimension finie, on etudie la methode de penalisation exponentielle en programmation mathematique convexe, et l'on montre que cette methode selectionne a la limite une solution particuliere que l'on caracterise par un schema hierarchique de problemes min-max. En dimension infinie, on etudie l'approximation l#p du probleme de l'extension lipschitzienne minimale, dans le cas non homogene. On obtient un resultat de selection, utilisant la notion de solution de viscosite pour une equation elliptique degeneree. Enfin, on etudie l'homogeneisation de problemes d'elasticite non lineaire par des methodes directes de -convergence.

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Nikolajevic, Konstanca. "Système décisionnel dynamique et autonome pour le pilotage d'un hélicoptère dans une situation d'urgence". Thesis, Valenciennes, 2016. http://www.theses.fr/2016VALE0008/document.

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Resumen

Dans un contexte industriel aéronautique où les problématiques de sécurité constituent un facteur différentiateur clé, l’objectif de cette thèse est de répondre à la problématique ambitieuse de la réduction des accidents de type opérationnel. Les travaux de recherche s’inscrivent dans le domaine des systèmes d’alarmes pour l’évitement de collision qui ne font pas une analyse approfondie des solutions d’évitement par rapport à la situation de danger. En effet, les situations d’urgence en vol ne bénéficient pas à ce jour d’une représentation et d’un guide des solutions associées formels. Bien que certains systèmes d’assistance existent et qu’une partie de la connaissance associée aux situations d’urgence ait pu être identifiée, la génération dynamique d’une séquence de manœuvres sous fortes contraintes de temps et dans un environnement non connu à l’avance représente une voie d’exploration nouvelle. Afin de répondre à cette question et de rendre objective la notion de danger, les travaux de recherche présentés dans cette thèse mettent en confrontation la capacité d’évolution d’un aéronef dans son environnement immédiat avec une enveloppe physique devenant contraignante. Afin de mesurer ce danger, les travaux de recherche ont conduit à construire un module de trajectoires capable d’explorer l’espace en 3D. Cela a permis de tirer des enseignements en terme de flexibilité des manœuvres d’évitement possibles à l’approche du sol. De plus l’elicitation des connaissances des pilotes et des experts d’Airbus Helicopters (ancien Eurocopter) mis en situation d’urgence dans le cas d’accidents reconstitués en simulation a conduit à un ensemble de paramètres pour l’utilisation de la méthode multicritère PROMETHEE II dans le processus de prise de décision relatif au choix de la meilleure trajectoire d’évitement et par conséquent à la génération d’alarmes anti-collision
In the aeronautics industrial context, the issues related to the safety constitute a highly differentiating factor. This PhD thesis addresses the challenge of operational type accident reduction. The research works are positioned and considered within the context of existing alerting equipments for collision avoidance, who don’t report a thorough analysis of the avoidance manoeuvres with respect to a possible threat. Indeed, in-flight emergency situations are various and do not all have a formal representation of escape procedures to fall back on. Much of operational accident scenarios are related to human mistakes. Even if systems providing assistance already exist, the dynamic generation of a sequence of manoeuvres under high constraints in an unknown environment remain a news research axis, and a key development perspective. In order to address this problematic and make the notion of danger objective, the research works presented in this thesis confront the capabilities of evolution of an aircraft in its immediate environment with possible physical constraints. For that purpose, the study has conducted to generate a module for trajectory generation in the 3D space frame, capable of partitioning and exploring the space ahead and around the aircraft. This has allowed to draw conclusions in terms of flexibility of escape manoeuvres on approach to the terrain. Besides, the elicitation of the Airbus Helicopters (former Eurocopter) experts knowledge put in emergency situations, for reconstituted accident scenarios in simulation, have permitted to derive a certain number of criteria and rules for parametrising the multicriteria method PROMETHEE II in the process for the relative decision-making of the best avoidance trajectory solution. This has given clues for the generation of new alerting rules to prevent the collisions

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Tesis sobre el tema "Systèmes dynamiques – Simulation, Méthodes de"

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