Thèses sur le sujet « Spécification du destin »

Le cerveau des mammifères abrite deux régions spécifiques où la neurogenèse adulte ne cesse pas après l'embryogenèse, mais persiste dans le cerveau postnatal et adulte. Ces deux régions sont la zone sous-granulaire du gyrus denté de l’hippocampe et la zone sous-ventriculaire (SVZ) des ventricules latéraux.Dans la SVZ, des cellules souches neurales génèrent des neuroblastes qui migrent jusqu’au bulbe olfactif (OB) pour coloniser les couches granulaires et glomérulaires et se différencier en différent types d’interneurones dont une petite fraction sont des interneurones dopaminergiques. La découverte de la neurogenèse postnatale et adultes a changé le point de vue de la plasticité du cerveau remarquable et ouvre de nouvelles perspectives pour la thérapie des maladies neurodégénératives. Etant donné que dans la maladie de Parkinson les symptômes moteurs principaux sont causés par la dénervation dopaminergique du striatum, la compréhension de la génération et de la différenciation des neurones dopaminergiques bulbaires a reçu une attention particulière au vu de leur intérêt potentiel pour la thérapie cellulaire. Dans ce contexte, le neuromédiateur dopamine lui-même a été suggéré d'influencer la neurogenèse olfactive et la spécification des interneurones dopaminergique.Dans ma thèse, j'ai analysé l’influence de l’innervation dopaminergique issue du mésencéphale sur la neurogenèse et le destin cellulaire des précurseurs de la SVZ. J'ai combiné un modèle 6-OHDA de dénervation dopaminergique chez la souris postnatale avec l’électroporation in vivo du ventricule latéral pour marquer spécifiquement les progéniteurs latéraux et dorsaux et suivre leur destin dans le OB
In the postnatal and adult mammalian brain neurogenesis persists in the subgranular zone of the hippocampal dentate gyrus and the subventricular zone (SVZ). In the SVZ slowly dividing stem cells give rise to neuroblasts that migrate to the olfactory bulb (OB) where they reach the granule and glomerular cell layer of the OB and differentiate into different interneuron subtypes including a small fraction of dopaminergic interneurons. The discovery of postnatal and adult neurogenesis has changed the view of the plasticity of the brain remarkably and raised the hope for new therapeutical approaches in the field of neurodegenerative diseases. Since in Parkinson’s disease the main motor symptoms are caused by the dopaminergic denervation of the striatum adjacent to SVZ, the understanding of the generation and differentiation of OB dopaminergic neurons has received special attention. Interestingly, the neurotransmitter dopamine itself has been suggested to influence olfactory bulb neurogenesis via direct innervation of SVZ by midbrain dopaminergic neurons. However, data on this topic have been contradictory. In this study, I investigated how dopaminergic innervation influences SVZ neurogenesis and the fate of SVZ progenitors. I combined a 6-OHDA model of dopaminergic denervation in postnatal mice with in vivo forebrain electroporation to specifically label lateral and dorsal SVZ progenitors and to follow their fate in the olfactory bulb

Au cours de ma thèse, mes projets de recherche ont visé à mieux comprendre les mécanismes moléculaires contrôlant la prolifération et la spécification des cellules progénitrices dans la rétine du xénope à travers trois projets principaux. Le réseau de régulation qui contrôle la spécification des cellules progénitrices vers les sous-types neuronaux est à ce jour très peu connu. C'est dans ce contexte que j'ai étudié le rôle du facteur de transcription à domaine bHLH, Ascl1, dans la détermination des sous-types rétiniens au cours du développement. Par des approches in vivo de gain et perte de fonction d'Ascl1, des expériences d'épistasie et la recherche de ses cibles transcriptionnelles, j'ai pu mettre en évidence qu'Ascl1 (i) est impliqué dans la genèse des neurones GABAergiques rétiniens, (ii) qu'il est épistatique sur des facteurs glutamatergiques tels que Neurog2, NeuroD1 ou Atoh7, (iii) que son activité GABAergique est conférée par son domaine basique de liaison à l'ADN et (iv) que cette activité implique la régulation directe du facteur de transcription Ptf1a. Ces données ajoutent donc une nouvelle pièce au réseau transcriptionnel gouvernant la spécification des sous-types GABAergiques au cours du développement de la rétine. La mise en place correcte des types et sous-types cellulaires de la rétine nécessite une coordination avec le moment de sortie du cycle cellulaire des progéniteurs rétiniens. Dans ce contexte, j'ai contribué à l'avancée d'un projet visant à étudier le réseau de signalisation contrôlant la prolifération des précurseurs de la rétine. Par des approches in vivo, génétiques et pharmacologiques, cette étude a montré que les voies Wnt et Hedgehog s'antagonisent pour réguler l'activité proliférative des cellules souches et progénitrices rétiniennes. Nos données préliminaires suggèrent que ces voies agissent de façon opposée à la fois sur la sortie et sur la cinétique du cycle cellulaire. Ce travail nous a conduit à proposer un modèle selon lequel ces voies Wnt et Hedgehog réguleraient la balance entre prolifération et différenciation dans la rétine post-embryonnaire. Enfin, dans le but d'élargir nos connaissances sur les réseaux de signalisation et les réseaux transcriptionnels impliqués dans le contrôle de la prolifération et de la détermination cellulaire dans la rétine, j'ai également contribué à la recherche de nouveaux marqueurs spécifiques des différentes populations cellulaires rétiniennes au travers d'un crible à grande échelle par hybridation in situ. De nombreux gènes spécifiquement exprimés dans les cellules souches ou les cellules progénitrices constituent des gènes candidats pour de futures approches fonctionnelles.

Le système nerveux central des vertébrés (SNC), cerveau et moelle épinière, est composé d'une grande diversité de cellules aux fonctions très spécifiques. Deux classes de cellules sont majoritaires dans ce tissu : les neurones et les cellules gliales. Le tube neural, ébauche embryonnaire du SNC, s'organise en différents domaines de cellules immatures appelées progéniteurs neuraux. Chaque domaine est à l'origine d'une population neuronale ou gliale particulière, telle que les oligodendrocytes, cellules myélinisantes du SNC. La moelle épinière embryonnaire représente un bon modèle d'étude du développement de ces cellules. Dans ce tissu, l'origine spatiale et temporelle des oligodendrocytes est bien décrite. La majorité des oligodendrocytes se différencient à partir d'un petit groupe de progéniteurs neuraux localisés dans la région ventrale et caractérisés par l'expression du facteur de transcription Olig2. De manière intéressante, ces progéniteurs neuraux génèrent la totalité des neurones moteurs pendant les premières phases du développement, puis changent de destinée et s'engagent vers la voie de différenciation oligodendrocytaire. Une élévation de l'activité du facteur morphogène Sonic hedgehog (Shh) dans les progéniteurs Olig2 est responsable de l'induction des oligodendrocytes et de l'arrêt de la genèse des neurones moteurs. Cependant, ce facteur joue également un rôle dans l'induction des neurones moteurs et ne peut être considéré comme un facteur spécifique de la différenciation oligodendrocytaire. Ce constat nous a amenés à poser la question de l'implication d'autres voies de signalisation, et en particulier celle des FGFs (Fibroblast Growth Factors), connus pour induire une deuxième vague d'oligodendrogenèse au cours des stades fœtaux. L'analyse de l'expression des récepteurs aux FGFs et des gènes cibles des FGFs dans les progéniteurs neuraux ventraux au cours du développement, nous a permis de mettre en évidence une corrélation spatiale et temporelle entre l'activation de la voie de signalisation FGF et l'initiation de la différenciation oligodendrocytaire. Des études fonctionnelles, réalisées à partir de cultures organotypiques de moelles épinières embryonnaires de poulet, montrent que des traitements avec des inhibiteurs pharmacologiques spécifiques des récepteurs aux FGFs ou la surexpression transitoire d'un récepteur FGF tronqué de son domaine intracellulaire, sont suffisants pour inhiber la différenciation des progéniteurs Olig2 en oligodendrocytes. Inversement, stimuler fortement l'activation de la voie de signalisation FGF par la surexpression du ligand FGF8, augmente significativement la genèse des oligodendrocytes ventraux. Nos travaux mettent également en évidence une double fonction pour les FGFs qui participent à la stimulation de la différenciation des oligodendrocytes à la fois indirectement, en régulant positivement la synthèse de Shh, et directement en stimulant les progéniteurs Olig2. L'ensemble de mes travaux de thèse mettent en évidence le rôle majeur des FGFs dans l'induction du lignage oligodendrocytaire au cours du développement de la moelle épinière embryonnaire. De manière inattendue, nous montrons que les FGFs agissent à deux niveaux. Ils régulent la synthèse du morphogène Shh et contribuent ainsi à élever son activité nécessaire à l'induction des oligodendrocytes. Parallèlement, les FGFs jouent également un rôle instructif sur les progéniteurs neuraux Olig2, en coopération avec Shh, et contribuent ainsi à engager ces cellules vers la voie de différenciation oligodendrocytaire
The vertebrate central nervous system (CNS), including the brain and the spinal cord), is composed of a large diversity of cells with highly specific functions. Neurons and glial cells are the two major classes of cells in this tissue. The neural tube, the embryonic draft of the CNS, is segmented into distinct domains of immature cells, named the neural progenitors. Each of these domains is dedicated to generate a particular neuronal or glial cell population such as oligodendrocytes, the myelinating cells of the CNS. The embryonic spinal cord serves as a good model for studying the development of these glial cells, whose spatial and temporal origin is well described. In this tissue, most of oligodendrocytes differentiate from a subset of neural progenitors localized in the ventral region and characterized by the expression of the transcription factor Olig2. Interestingly, these progenitors generate all of the motorneurons during the first steps of development; they further change their fate and produce oligodendrocytes. A rise in the activity of the morphogen factor Sonic hedgehog (Shh) on Olig2 progenitors induces oligodendrocyte development and stop motorneuron generation. However, this factor plays also a role in motorneurons induction at early stages ofdevelopment and cannot therefore be considered as a specific factor of oligodendrocyte induction raising the possibility that other signaling pathways could be involved, notably FGFs (Fibroblast Growth Factors), known to induce a second wave of oligodendrogenesis during fetal stages. Our work evidenced that the expression of FGFs receptors as well as up-regulation of FGF target genes in ventral neural progenitors was spatially and temporally correlated with the onset of oligodendrocyte generation. Functional analysis based on organotypic cultures of embryonic chicken spinal cords, showed that treatments with specific pharmacological inhibitors of FGF receptors are sufficient to inhibit oligodendrocyte production from Olig2 progenitors. Similar results were obtained following overexpression of a dominant-negative form of FGF receptors truncated from its intracellular domain. Conversely, activation of the FGF signaling pathway through overexpression of the FGF8 ligand is sufficient to stimulate oligodendrocyte generation from Olig2 progenitors. Finally, our work showed that FGFs stimulate oligodendrocyte differentiation both indirectly, by positively regulating the synthesis of Shh, and directly by targeting Olig2 progenitors. Hence, my PhD work evidences a major role of FGFs in initiating oligodendrocyte generation in the embryonic ventral spinal cord and highlights an unexpected dual activity of FGFs, involved in elevating Shh activity but also acting in cooperation with Shh to trigger Olig2 progenitors to follow an oligodendroglial fate

Les programmes informatiques prennent une place de plus en plus importante dans nos vies. Certains de ces programmes, comme par exemple les systèmes de contrôle de centrales électriques, d'avions ou de systèmes médicaux sont critiques : une panne ou un dysfonctionnement pourraient causer la perte de vies humaines ou des dommages matériels ou environnementaux importants. Les méthodes formelles visent à offrir des moyens de concevoir et vérifier de tels systèmes afin de garantir qu'ils fonctionneront comme prévu. Au fil du temps, ces systèmes deviennent de plus en plus évolués et complexes, ce qui est source de nouveaux défis pour leur vérification. Il devient nécessaire de développer ces systèmes de manière modulaire afin de pouvoir distribuer la tâche d'implémentation à différentes équipes d'ingénieurs. De plus, il est important de pouvoir réutiliser des éléments certifiés et les adapter pour répondre à de nouveaux besoins. Aussi les méthodes formelles doivent évoluer afin de s'adapter à la conception et à la vérification de ces systèmes modulaires de taille toujours croissante. Nous travaillons sur une approche algébrique pour la conception de systèmes corrects par construction. Elle définit un formalisme pour exprimer des spécifications de haut niveau et permet de les raffiner de manière incrémentale en des spécifications plus concrètes tout en préservant leurs propriétés, jusqu'à ce qu'une implémentation soit atteinte. Elle définit également plusieurs opérations permettant de construire des systèmes complexes à partir de composants plus simples en fusionnant différents points de vue d'un même système ou en composant plusieurs sous-systèmes ensemble, ainsi que de décomposer une spécification complexe afin de réutiliser des composants existants et de simplifier la tâche d'implémentation. Le formalisme de spécification que nous utilisons est basé sur des spécifications modales. Intuitivement, une spécification modale est un automate doté de deux types de transitions permettant d'exprimer des comportements optionnels ou obligatoires. Raffiner une spécification modale revient à décider si les parties optionnelles devraient être supprimées ou rendues obligatoires. Cette thèse contient deux principales contributions théoriques basées sur une extension des spécifications modales appelée " spécifications à ensembles d'acceptation ". La première contribution est l'identification d'une sous-classe des spécifications à ensembles d'acceptation, appelée " spécifications à ensembles d'acceptation convexes ", qui permet de définir des opérations bien plus efficaces tout en gardant un haut niveau d'expressivité. La seconde contribution est la définition d'un nouveau formalisme, appelé " spécifications à ensembles d'acceptation marquées ", qui permet d'exprimer des propriétés d'atteignabilité. Ceci peut, par exemple, être utilisé pour s'assurer qu'un système termine ou exprimer une propriété de vivacité dans un système réactif. Les opérations usuelles sont définies sur ce nouveau formalisme et elles garantissent la préservation des propriétés d'atteignabilité. Cette thèse présente également des résultats d'ordre plus pratique. Tous les résultats théoriques sur les spécifications à ensembles d'acceptation convexes ont été prouvés en utilisant l'assistant de preuves Coq. L'outil MAccS a été développé pour implémenter les formalismes et opérations présentés dans cette thèse. Il permet de les tester aisément sur des exemples, ainsi que d'étudier leur efficacité sur des cas concrets
Software programs are taking a more and more important place in our lives. Some of these programs, like the control systems of power plants, aircraft, or medical devices for instance, are critical: a failure or malfunction could cause loss of human lives, damages to equipments, or environmental harm. Formal methods aim at offering means to design and verify such systems in order to guarantee that they will work as expected. As time passes, these systems grow in scope and size, yielding new challenges. It becomes necessary to develop these systems in a modular fashion to be able to distribute the implementation task to engineering teams. Moreover, being able to reuse some trustworthy parts of the systems and extend them to answer new needs in functionalities is increasingly required. As a consequence, formal methods also have to evolve in order to accommodate both the design and the verification of these larger, modular systems and thus address their scalability challenge. We promote an algebraic approach for the design of correct-by-construction systems. It defines a formalism to express high-level specifications of systems and allows to incrementally refine these specifications into more concrete ones while preserving their properties, until an implementation is reached. It also defines several operations allowing to assemble complex systems from simpler components, by merging several viewpoints of a specific system or composing several subsystems together, as well as decomposing a complex specification in order to reuse existing components and ease the implementation task. The specification formalism we use is based on modal specifications. In essence, a modal specification is an automaton with two kinds of transitions allowing to express mandatory and optional behaviors. Refining a modal specification amounts to deciding whether some optional parts should be removed or made mandatory. This thesis contains two main theoretical contributions, based on an extension of modal specifications called acceptance specifications. The first contribution is the identification of a subclass of acceptance specifications, called convex acceptance specifications, which allows to define much more efficient operations while maintaining a high level of expressiveness. The second contribution is the definition of a new formalism, called marked acceptance specifications, that allows to express some reachability properties. This could be used for example to ensure that a system is terminating or to express a liveness property for a reactive system. Usual operations are defined on this new formalism and guarantee the preservation of the reachability properties as well as independent implementability. This thesis also describes some more practical results. All the theoretical results on convex acceptance specifications have been proved using the Coq proof assistant. The tool MAccS has been developed to implement the formalisms and operations presented in this thesis. It allows to test them easily on some examples, as well as run some experimentations and benchmarks

Les travaux présentés dans cette thèse concernent les spécifications de dessins de graphe. On introduit la notion de carte partielle dont deux cas extrêmes sont le graphe (sans indication de dessin) et la carte (combinatoire) qui spécifie complètement le dessin (à déformation près) d'un graphe connexe. Des problèmes de réalisabilité de dessin sans croisement d'arêtes, sur le plan, sur des surfaces plus complexes, sont étudiés des points de vue logique et combinatoire au moyen de la structure de carte partielle. Dans la formulation de ceux-ci intervient le problème de l'ordonnancement cyclique. On obtient des caractérisations par configurations exclues de relations cycliquement consistantes, de certaines classes de cartes partielles et des cartes dessinables sur une surface donnée. Ces caractérisations sont exprimables dans la logique du second ordre monadique.

La qualité d'un produit et son temps de commercialisation dépendent étroitement du temps de conception du système de production. En effet, le temps de conception du système rallonge d'autant la commercialisation du produit. Par conséquent, la conception d'un système automatisé étant partagée entre plusieurs acteurs (automaticien, mécanicien, maintenicien. . . ), une méthode de conception doit être appliquée. Celle-ci doit accroître la cohérence des prises de décision des intervenants afin d'augmenter la qualité du système et réduire son temps de conception en permettant une conception concourante entre les différents acteurs. Cependant, à notre connaissance, il n'existe actuellement aucune démarche qui intègre les caractéristiques précédentes. Dans ce contexte, le travail présenté dans ce mémoire contribue à l'élaboration d'une démarche assurant une conception concourante du produit. Cette démarche présente deux aspects inter corrélés : le modèle de produit et le processus de conception. Le modèle de produit est caractérisé par cinq sous-ensembles de modèles auxquels nous associons un ensemble de concepts. Le processus de conception, non monotone, précise les opérations outils, et méthodes nécessaires à l'instanciation de chaque concept du modèle de produit. Nos travaux portent sur la définition des concepts et du processus de conception assurant la spécification fonctionnelle du produit ainsi que la spécification de sa partie commande. La démarche de spécification fonctionnelle a été évaluée a travers l'étude d'un système d'assemblage de pièces d'avion. Cette évaluation a permis de souligner la non-monotonie du processus de conception qui donne une totale liberté au concepteur. Les perspectives de recherche qui découlent de l'analyse des résultats concernent d'une part la définition de modèles de représentation communs entre les différents intervenants et d'autre part, l'intégration des aspects « sûreté de fonctionnement» et « coût» à la démarche proposée.

Une plateforme de conception est une solution totale qui permet à une équipe de conception de développer un système sur puce. Une telle plateforme se compose d'un ensemble de bibliothèques et de circuits réutilisables (IPs), d'outils de CAO et de kits de conception en conformité avec les flots de conception et les méthodologies supportés. Les spécifications de ce type de plateforme offrent un large éventail d'informations, depuis des paramètres de technologie, jusqu'aux informations sur les outils. En outre, les développeurs de bibliothèque/IP ont des difficultés à obtenir les données nécessaires à partir ces spécifications en raison de leur informalité et complexité. Dans cette thèse, nous proposons des méthodologies, des flots et des outils pour formaliser les spécifications d'une plateforme de conception et les traiter. Cette description proposée vise à être utilisée comme une référence pour générer et valider les bibliothèques et les IPs. Nous proposons un langage de spécification basé sur XML (nommé LDSpecX). De plus, nous présentons une méthode basée sur des références pour créer une spécification fiable en LDSpecX et des mots-clés basés sur des tâches pour en extraire les données efficacement. A l'aide des solutions proposées, nous développons une plateforme de spécification. Nous développons une bibliothèque de cellules standard en utilisant cette plateforme de spécification. Nous montrons ainsi que notre approche permet de créer une spécification complète et cohérente avec une réduction considérable du temps. Cette proposition comble également l'écart entre les spécifications et le système automatique existant pour le développement rapide de bibliothèques/IPs
A design platform (DP) is a total solution to build a System-On-Chip (SOC). DP consists of a set of libraries/IPs, CAD tools and design kits in conformity with the supported design flows and methodologies. The DP specifications provide a wide range of information from technology parameters like Process-Voltage-Temperature (PVT) corners to CAD tools’ information for library/IP development. However, the library/IP developers have difficulties in obtaining the desired data from the existing specifications due to their informality and complexity. In this thesis, we propose methodologies, flows and tools to formalize the DP specifications for their unification and to deal with it. The proposed description is targeting to be used as a reference to generate and validate libraries (standard cells, I/O, memory) as well as complex IPs (PLL, Serdes, etc.). First, we build a suitable data model to represent all required information for library/IP development and then propose a specification language named Library Development Specification based on XML (LDSpecX). Furthermore, we introduce a reference-based method to create a reliable specification in LDSpecX and task-based keywords to efficiently extract data from it. On the basis of the proposed solutions, we develop a specification platform. Experimentally, we develop a standard cell library from the specification creation to library validation by using the specification platform. We show that our approach enables to create a complete and consistent specification with a considerable reduction in time. It also bridges the gap between the specification and current automatic system for rapid library/IP development

La realisation avec succes de nouveaux produits fiables, performants et peu couteux est le resume des defis actuels du marche de l'electronique. Relever ces defis passe par un bon choix des moyens de modelisation et de specification et par l'utilisation d'outils specifiques aux applications visees et aux technologies cibles. Cette these propose quelques elements de reponse pour la specification et la synthese des systemes a controle intensif sur les technologies programmables du type fpga et cpld. Les aspects de specification etudies sont relatifs aux modeles abstraits, aux langages de description et aux outils graphiques. Outre l'introduction d'un nouveau modele de description des controleurs communicants, des comparaisons fondees sur les concepts fondamentaux de la modelisation, i. E. La hierarchie, la modularite, la concurrence, la synchronisation etc. , sont suggerees. Des flots de synthese orientes applications dominees par le controle et specifiques aux technologies ciblees sont introduits. Une des contributions de cette these est la recherche systematique de moyens efficaces pour faciliter l'exploration de l'espace des solutions. Dans le cadre de la synthese des controleurs une strategie de choix du codage des etats est presentee. Elle est fondee sur une caracterisation originale des codages, des technologies cibles et de la complexite des controleurs consideres. Enfin, des problemes ouverts sont soulignes et des axes de recherche fondamentale et appliquee a explorer sont proposes.

Cette thèse aborde les problèmes de la validation automatique dans le domaine CAO de matériels informatiques et électroniques, en liaison avec des techniques de simulation mixte. Le but a été d'établir une méthodologie de spécification comportementale basée sur l'utilisation de primitives logiques et temporelles permettant de conditionner certaines propriétés des systèmes modélises et simulés

Les travaux présentés proposent une méthode appelée GeoSpecif. L'objectif de cette méthode est de proposer une assistance à la recherche de spécifications géométriques. Cette méthode doit, de plus, s'intégrer au cycle de conception. Ces travaux sur la spécification sont basés sur deux outils : le Torseur des Petits Déplacements, pour la simulation, le langage GeoSpelling, pour l'expression de la spécification. Le produit est modélisé par deux vues, une première géométrique (correspondant aux pièces) et une seconde architecturale (correspondant à l'assemblage). La méthode peut être décomposée en plusieurs étapes : éprouver le mécanisme nominal afin de vérifier la robustesse de la conception, générer une architecture avec défauts afin de trouver des solutions pour gérer les mécanismes hyperstatiques, mettre en place une spécification, sur les éléments influents, exprimée dans le langage GeoSpelling. Un mécanisme industriel a servi d'application à ces résultats, il s'agit d'un manchon d'hélicoptère Eurocopter®. La méthode permet ainsi de passer d'une simulation des variations géométriques des pièces grâce à l'outil Torseur des Petits Déplacements à une spécification exprimée dans le langage GeoSpelling. Elle peut être appliquée sur toute sorte de mécanisme hyperstatique, sans changer son comportement, grâce à l'introduction des interfaces à l'issue de la définition de la séquence de mise en position. Elle propose une assistance au concepteur à toutes les étapes de la conception. La spécification qui résulte de la simulation est, grâce à cette méthode, plus proche du besoin fonctionnel des pièces.

Au fur et à mesure que la complexité s'accroit, il devient nécessaire de définir de nouvelles méthodes permettant de la gérer. Une des façons de maîtriser cette complexité est d'élever le niveau d'abstraction des spécifications en utilisant des langages de spécification systèmes. D'un autre côté, l'élévation du niveau d'abstraction augmente le fossé entre les concepts utilisés pour la spécification (processus communicants, communication abstraite) et ceux utilisés par les langages de description de matériel. Bien que ces langages soient bien adaptés à la spécification et la validation de systèmes complexes, les concepts qu'ils manipulent ne sont pas aisément transposables sur ceux des langages de description de matériels. Il est donc nécessaire de définir de nouvelles méthodes permettant une synthèse efficace à partir de spécifications systèmes. Le sujet de cette thèse est la présentation d'une approche de génération de code C et VHDL à partir de spécifications systèmes en SDL. Cette approche résout la principale difficulté rencontrée par les autres approches, à savoir la communication inter-processus. La communication SDL peut être traduite en VHDL en vue de la synthèse. Cela est rendu possible par l'utilisation d'une forme intermédiaire qui supporte un modèle de communication générale qui autorise la représentation pour la synthèse de la plupart des schémas de communication. Cette forme intermédiaire permet d'appliquer au système un ensemble d'étapes de raffinement pour obtenir la solution désirée. La principale étape de raffinement, appelée synthèse de la communication, détermine le protocole et les interfaces utilisés par les différents processus pour communiquer. La spécification raffinée peut être traduite en C et VHDL pour être utilisée par des outils du commerce. Nous illustrons la faisabilité de cette approche par une application à un système de télécommunication : le protocole TCP/IP sur ATM
As the system complexity grows there is a need for new methods to handle large system design. One way to manage that complexity is to rise the level of abstraction of the specifications by using system level description languages. On the other side, as the level of abstraction rise the gap between the concepts used for the specification at the system level (communication channels, interacting processes, data types) and those used for hardware synthesis becomes wider. Although these languages are well suited for the specification and validation of complex real time distributed systems, the concepts manipulated are not easy to map onto hardware description languages. It is thus necessary to defines methods for system level synthesis enabling efficient synthesis from system level specifications. The subject of this thesis is the presentation of a new approach of generation of C and VHDL code from system level specifications in SDL. This approach solves the main problem encountered by previous approach : inter process communications. SDL communication can be translated in VHDL for synthesis. This is achieved by the use of a powerful intermediate form that support the modelling for synthesis of a wide range of communication schemes. This intermediate form allows to apply to the system a set of transformations in order to obtain the desired solution. The main refinement step, called communication synthesis is aimed at fixing the protocol and interface used by the different processes to communicate. The refined specification can be translated in C and VHDL and synthesised by commercial tools. We illustrate the feasibility of this approach through an application to a telecommunication example : the TCP/IP over ATM protocol

Les travaux présentés dans cette thèse visent à produire automatiquement des prototypes de circuits de communication et de contrôle à partir de spécifications temporelles déclaratives. Partant d'un ensemble de propriétés écrites en langage PSL, nous produisons un modèle RTL synthétisable automatiquement. La méthode proposée est modulaire, contrairement aux méthodes publiées antérieurement qui étaient fondées sur la théorie des automates. Pour chaque propriété, nous produisons un composant qui observe certains opérandes et génère des chronogrammes pour les autres opérandes : le module réactif. Tout d'abord, une bibliothèque des modules réactifs primitifs a été développée pour les opérateurs FL et SERE. Pour ce faire, une relation de dépendance a été définie pour chaque opérateur : fondée sur la sémantique de l'opérateur, elle exprime la dépendance entre ses opérandes. Ensuite, la relation de dépendance de chaque opérateur est interprétée comme un composant matériel qui met en œuvre l'opérateur : c'est le module réactif primitif de l'opérateur. À l'aide de cette formalisation, nous proposons une méthode pour déterminer automatiquement quels signaux d'une propriété sont observés et lesquels sont générés. Dans le cas où il n'est pas possible de déterminer le sens du signal, un solveur est ajouté pour identifier la valeur du signal. Le solveur sert aussi à déterminer la valeur d'un signal généré par plusieurs propriétés. Le circuit final est l'interconnexion des modules réactifs et des solveurs pour l'ensemble des propriétés. Un outil prototype, SyntHorus2, qui est une extension d'HORUS, a été mis développé. Il prend les propriétés PSL comme entrées et génère le code VHDL synthétisable du circuit. En outre, il génère des propriétés complémentaires pour vérifier si l'ensemble des spécifications est cohérent et complet. La méthode est efficace et synthétise des circuits de commande en quelques secondes. Les résultats que nous avons obtenus sur des jeux d'essais classiques montrent que notre technique compile les propriétés plus efficacement que les outils prototypes qui l'ont précédée
The work presented in this thesis aims at automatically prototype communication and control designs from declarative temporal specifications. From a set of PSL properties, we produce a synthesizable RTL design automatically. The proposed method is modular, in contrast to previously published methods that were based on automata theory. From each property, we produce a component that observes some operands and generates waveforms for the other operands: the reactant. First, a library of primitive reactants has been provided for FL and SERE operators. To this goal, a dependency relation is defined for each operator that expresses the dependency among its operands using the operator's semantics. Then, the dependency relation of each operator is interpreted as a hardware component that implements the operator: the operator's primitive reactant. Using this formalization, a method is proposed to automatically decide which signals of a property are observed and which are generated. In the cases when specifying the signal direction is not possible, a solver is implemented to identify the signal value. In addition, the way of identifying the value of the signal that is generated in several properties is addressed. The final circuit is the interconnection of the properties' reactants and solvers. A prototype tool SyntHorus2, which is an extension to HORUS, has been developed. It takes PSL properties as its inputs, and generates the synthesizable VHDL code of the circuit. In addition, it generates some complementary properties to verify if the set of specification is coherent and complete. The method is efficient, and synthesizes control circuits in a few seconds. Results obtained on classical benchmarks show that our technique compiles properties more efficiently than previous prototype tools

Cette these est une contribution au projet r. S. D. P. (real-time system development project) developpe a l'i. R. I. T. , dont l'objectif est d'obtenir la machine dediee la mieux adaptee pour traiter une application complexe temps-reel-strict donnee, sans que le concepteur tienne compte des problemes temporels et materiels. L'objet de cette these concerne l'outil de developpement integrant les differentes etapes d'une methodologie de conception conjointe materiel-logiciel permettant d'automatiser le passage de la specification a la realisation. Le premier chapitre, developpement de systemes temps-reel, introduit les concepts de base sur les systemes temps-reel et dresse un panorama des principales approches de developpement. La methodologie r. S. C. M. (real-time system co-design methodology) qui fait l'objet du deuxieme chapitre, est axee sur un modele d'execution deterministe et realiste en milieu physiquement distribue. Ce modele, qui est a la base de la definition de l'architecture generique et du langage de description r. S. D. L. , doit permettre des transformations (parallelisations, optimisations) automatisant l'obtention d'une configuration optimisee satisfaisant aux contraintes temporelles et conservant la semantique de la description initiale. Le troisieme chapitre, specification de l'outil de developpement, a pour but de preciser les differentes composantes, leurs fonctionnalites et la facon de s'en servir. Ces composantes comportent des primitives dont certaines deja developpees ont dues etre adaptees, alors que d'autres sont issues de cette analyse. L'objectif du quatrieme chapitre est de presenter la partie conception du compilateur de systeme, et plus particulierement le synchroniseur charge de determiner automatiquement les periodes des flots de donnees en entree du systeme, le configurateur qui examine la description fournie par l'utilisateur et lance les transformations necessaires a l'obtention d'une configuration optimisee satisfaisant aux contraintes temporelles, et le paralleliseur qui effectue une transformation de programme sequentiel de type parallelisme de donnees sur un module produisant plusieurs sorties

Ce mémoire est consacré à l'étude de la génération de code à partir de spécifications formelles B. L'aspect primordial à maîtriser pour la génération de code est la modularité du langage B. Pour ce faire, nous avons modélisé le système de modules du langage B en l'exprimant par un système de modules à la Harper-Lillibridge-Leroy. Cette modélisation nous permet de clarifier certains aspects de la modularité de B et nous permet ainsi d'avoir une représentation des spécifications B qui pourra ensuite être utilisée lors de la phase de génération de code. Ce nouveau système de module pour B nous permet également d'aborder une technique de production de logiciel, la programmation par composants. Cette technique est souvent utilisée conjointement à la programmation par contrats. Notre démarche de génération de code permet de marier ces deux techniques à celle du développement formel B pour tirer partie des avantages de chacune des méthodes de développement
These works are related to the study of the code generation from B formal specifications. The main aspect that should be studied in the code generation is the modularity of the B language. We have expressed the B modularity with an Harper-Lillibridge-Leroy module system (an ML-like module system). This modelisation clarifies some aspects of the B modularity and gives us a representation of the B modules that are used during the phase of code generation. This new module system for the B language allows us to tackle a software production technique: the components based approach. This technique is often used conjointly with the design by contracts technique. Our code generation process allows to blend the design by contracts approach, the component based approach and the B method. We can take advantage of the three approaches to develop software

Les appareils modernes sont constitués de plusieurs sous-systèmes de différentes sortes qui communiquent et interagissent. L'hétérogénéité de ces sous-systèmes et leurs interactions complexes rendent très délicate leur développement. L'approche d'ingénierie dirigée par les modèles apporte une solution en permettant l'expression de nombreux modèles structurels et comportementaux de natures très diverses. Dans ce contexte, il est nécessaire de construire un modèle unique qui intègre ces différents modèles afin d'y appliquer des méthodes de validation et de vérification pour permettre aux ingénieurs système de comprendre et de valider un comportement global. Cependant, la coordination manuelle des différents modèles qui composent le système est une opération source d'erreurs et les approches automatiques proposent des patrons de coordination ad-hoc pour certaines paires de langages. Dans ces approches, le patron de coordination est souvent encapsulé dans un outil dont il est difficile d'extraire les liens avec le système global. Cette thèse propose le Behavioral Coordination Operator Language (BCOoL), un langage dédié à la spécification de patrons de coordination entre des langages à partir de la définition d'opérateurs de coordination. Ces opérateurs sont employés afin d'automatiser la coordination de modèles exprimés dans ces langages. BCOoL est implémenté comme une suite de plugins qui s'appuient sur l'Eclipse Modeling Framework et présente ainsi un environnement complet pour l'exécution et la vérification de différents modèles coordonnés
Modern devices embed several subsystems with different characteristics that communicate and interact in many ways. This makes its development complex since a designer has to deal with the heterogeneity of each subsystem but also with the interaction between them. To tackle the development of complex systems, Model Driven Engineering promotes the use of various, possibly heterogeneous, structural and behavioral models. In this context, the coordination of behavioral models to produce a single integrated model is necessary to provide support for validation and verification. It allows system designers to understand and validate the global and emerging behavior of the system. However, the manual coordination of models is tedious and error-prone, and current approaches to automate the coordination are bound to a fixed set of coordination patterns. Moreover, they encode the pattern into a tool thus limiting reasoning on the global system behavior. In this thesis, we propose a Behavioral Coordination Operator Language (B-COoL) to reify coordination patterns between specific domains by using coordination operators between the Domain-Specific Modeling Languages used in these domains. Those operators are then used to automate the coordination of models conforming to these languages. B-COoL is implemented as plugins for the Eclipse Modeling Framework thus providing a complete environment to execute and verify coordinated models. We illustrate the use of B-COoL with the definition of coordination operators between timed finite state machines and activity diagrams. We then use these operators to coordinate and execute the heterogeneous models of a surveillance camera system

Cette thèse est relative au domaine de la conception de systèmes mécaniques et plus particulièrement à la modélisation fonctionnelle du produit en cours de conception. Actuellement, les systèmes informatiques de Conception Assistée par Ordinateur (CAO) ne sont pas conçus pour fournir une assistance dans la recherche et le maintien de la cohérence entre les données fonctionnelles et la définition structurelle du produit. La mise en œuvre de telles fonctionnalités nécessite une formalisation de la description fonctionnelle du produit et l'explicitation des liens entre fonctions et éléments structurels du produit en cours de définition. Ce travail est centré sur la proposition d'un modèle «produit» basé sur la notion de flux physique et sur un concept d'association de surfaces reposant sur les SATT (Surfaces Associées Technologiquement et Topologiquement). A partir d'un graphe minimal d'associations de surfaces, décrivant les flux de quantité de mouvement entre le produit et son environnement, il est possible, à l'aide d'opérateurs de décomposition, de générer des niveaux de définition du produit de plus en plus précis. La gestion de la cohérence entre les différents niveaux porte essentiellement sur les paramètres de position relative entre surfaces fonctionnelles: les chaînes de cotation fonctionnelle peuvent alors être créées automatiquement par les opérateurs de décomposition. Cette thèse s'inscrit dans le cadre d'une réflexion plus générale sur le modèle produit pour la conception intégrée. Un développement informatique a permis de spécifier la structure de données et la gestion des contraintes du modèle

Cette thèse a pour objectif d’apporter un ensemble d’outils logiciels s’inscrivant dans une méthodologie globale de conception de systèmes mécatroniques. Elle arrive en complément de travaux déjà menés au sein du laboratoire sur le pré-dimensionnement d’actionneurs aéronautiques de nouvelle génération : les actionneurs électromécaniques (EMA). Cette technologie apporte de nouvelles problématiques qui forcent les ingénieurs à modifier leur processus de développement et ce dès la phase de spécification où des profils de mission devront être générés/transformés/analysés de manière à simplifier la conception et assurer leur validation. Une toolbox Simulink a donc été créée dans cette thèse pour répondre à ce besoin de transformation de l’information entre avionneur et systémier. Comme tout système embarqué, le concepteur fait face à des compromis entre performances, durée de vie et intégration, qui peuvent se résumer à un problème d’optimisation décrit par un ensemble d’équations et de contraintes. Un effort particulier de description a été mené sur le conditionnement de ces équations sous la forme d’un séquencement de calculs explicites adaptés aux algorithmes d’optimisation. La méthode et son implémentation logicielle, toutes deux basées sur la théorie des graphes, interagissent avec le concepteur de manière à l’informer des erreurs de singularité ou de bouclages algébriques apparaissant dans son problème et à lui fournir des pistes de résolution. Pour finir, des études de pré-dimensionnement d’actionneurs de train d’atterrissage et de surfaces de vol primaires (aileron et spoiler), réalisées dans le cadre de cette thèse, dresseront les possibilités offertes par cette approche innovante : conception intégrée avec une cinématique complexe, conception collaborative pluri-partenaires découplée, utilisation de surfaces de réponse pour accélérer l’optimisation
The aim of this thesis is to bring a package of software tools included in a whole methodology dealing with mechatronic systems design. It comes as an add-on to the work already carried out at the laboratory in the field of the new generation of aircraft actuation systems: electromechanical actuators (EMA). This technology triggers new problematics leading the engineers to modify their development process as early as the specification phase, when mission profiles have to be generated/transformed/analyzed in order to simplify the design and ensure the validation step. Thus a Simulink toolbox has been created to meet the need for an information translator working as an intermediate between airframer and system-supplier. As for all the embedded systems, the designer has to face some performance-lifetime-integration trade-off, which can be considered as an optimization problem described by a set of equations and constraints. Particular attention is paid here to the conditioning of those explicit equations in order to obtain a standardized calculation sequence adapted to many optimization algorithms. The method and implemented software, both based on the graph theory, interact with the designer to inform him on the possible singularity and algebraic loop issues, providing some leads for their resolution. Finally, some preliminary sizing studies of landing gear and primary flight control surfaces (aileron and spoiler) actuation systems are presented to highlight the possibilities brought out by this innovative approach: integrated design with complex kinematics, collaborative multi-partners design, use of response surfaces to speed up the optimization

Le but de ce travail était d’accroitre notre connaissance des mécanismes qui gouvernent la formation, la spécification et la différentiation des cellules souches, à l’aide du modèle métazoaire non-bilatérien Clytia hemisphaerica. Clytia possède une population particulière de cellules multipotentes appelées cellules interstitielles (i-cells). Ces cellules, présentes au cours du développement larvaire et chez la méduse adulte, sont capables de donner naissances a des cellules somatiques et aux gamètes. Chez les bilatériens, la signalisation Wnt/β-caténine (Wntβc) régule les processus développementaux fondamentaux ainsi que la prolifération, la spécification et la différenciation des cellules souches. Mon travail s’est porté sur l’implication de la signalisation Wntβc dans les dynamiques des i-cells. Mes résultats suggèrent que la signalisation Wntβc est impliquée dans la dernière étape de la différenciation de certains neurones, mais pas pour la spécification du destin cellulaire. D’autre part, j’ai aussi observé qu’en condition contrôle, la formation des i-cells est Wntβc-indépendante et probablement entraînée par le héritage de plasma germinatif contenant les ARNm localisées au pôle animal. Cependant, suite à des expériences de microdissection, j’ai observe que la reformation des i-cells dans la moitie végétative des embryons requérait l’activation de la voie Wntβc. En conclusion, deux mécanismes distincts peuvent conduire à la formation des i-cell pendant l'embryogenèse. Globalement, les résultats obtenus ont fourni une meilleure idée de la façon dont i- cellules et leurs dérivés se posent lors de l'embryogenèse et le développement larvaire
The aim of this work was to extend our understanding of the mechanisms regulating stem cell formation, specification and differentiation by studies in the non-bilaterian metazoan model Clytia hemisphaerica. Clytia, like other hydrozoan cnidarians, possess a particular population of multipotent stem cells called interstitial cells (i-cells), present during larval development and in the adult medusa, which are able to give rise both to somatic cell types and to gametes.In bilaterian animals Wnt/β-catenin signalling regulates fundamental developmental processes such primary body axis specification, but also regulates stem cell proliferation, lineage specification and differentiation. I investigated the role of Wnt/β-catenin signalling in i-cell specification and differentiation. The results obtained suggest that Wnt/β-catenin signalling is involved in the last step of differentiation for certain neuronal cell types, but not for somatic cell fate choice. In the second part of my study I investigated the role of Wnt/β-catenin signalling in i-cell formation during embryogenesis. The results indicated that during normal development i-cell formation is Wnt/β-catenin independent and probably driven by inheritance of germ plasm containing localised mRNAs from the egg animal pole. In contrast in embryo re-patterning following embryo bisection, Wnt/β-catenin signalling appears to be necessary for de novo i-cell formation in the absence of germ plasm. Thus two distinct mechanisms can lead to i-cell formation during embryogenesis. Overall the results obtained provided a better picture of how i-cells and their derivatives arise during embryogenesis and larval development

Les organisations contemporaines collaborent de plus en plus avec leurs partenaires. Cette dimension ouverte leur permet d’être plus réactives face aux changements que leur imposent leurs environnements. La caractéristique de la collaboration est due, pour les entreprises, au nouvel environnement économique, qui fait de l'interopérabilité et l'agilité deux des principaux résultats que les entreprises doivent atteindre. Ce contexte correspond au cadre global de nos travaux, qui porte sur la question suivante : Comment concevoir une architecture orientée services dirigée par le métier dans le cadre d’une collaboration inter-organisationnelle ?L’intérêt de ce travail est de proposer une méthode qui assure l’efficacité et l’efficience d’une collaboration, en utilisant les principes de BPM et SOA pour dépasser les barrières conceptuelle et technologique de l’interopérabilité. On explique comment identifier, spécifier et réaliser les processus et les services de collaboration entre différents participants. Pour cela, on adopte une vision transversale de l’entreprise centrée sur les processus métiers. Ensuite, l’approche MDA est utilisée comme un fil conducteur pour synchroniser les modèles des processus métiers découverts à l’aide de l’approche BPM avec ceux des services identifiés avec la démarche SOA. Dans ce schéma, les processus métiers assurent l’interopérabilité au niveau métier tandis que l’utilisation des services réutilisables, des standards et des architectures préconisés par SOA soutiennent l’interopérabilité au niveau IT.Cette méthode se base sur un style de modélisation hiérarchique avec des diagrammes de haut niveau qui sont ensuite enrichis à des niveaux plus bas
Global acceleration of exchanges in goods and services requires organizations to adopt an open view beyond their own boundaries at both business and technological levels. In the new economic environment enterprises must achieve both interoperability and agility. In this thesis the main research question is the following: How to design a service oriented architecture methodology driven by business to support inter-organizational collaboration?To overcome the conceptual and technological barriers of interoperability. We propose a top-down model driven method based on BPM and SOA principles to ensure collaboration efficiency and effectiveness. The proposed method explains how to identify, specify and implement collaborative processes and collaborative public services. In the proposed method business processes ensure interoperability at the business level, while reusable services, standards and SOA platform support interoperability at the IT level

L'étude est dédiée à la conception d'un système expert d'aide au tolérancement assurant la gestion multi-utilisateurs, multi-produits et temporelle des tolérances et des dimensions nominales de pièces pour des mécanismes complexes. Ce travail rentre dans le projet "usine numérique" de grandes entreprises et constitue un maillon manquant de cette chaîne numérique. Les travaux de thèse contribuent à la méthode CLIC (Cotation en Localisation avec Influence des Contacts) sur des liaisons complexes en proposant la spécification adéquate et le calcul de chaîne de cotes tridimensionnelle au pire des cas, dans un contexte de pièces non déformables. L'étude a abouti à onze nouvelles propositions de spécification, qui ne sont pas disponibles actuellement dans les normes utilisées par les industriels. La généralisation des conditions de respect d'un état virtuel aux liaisons complexes est un point fort. Un nouveau critère d'association géométrique a été proposé pour des surfaces constituant une liaison hybride ayant un double comportement, à la fois surfacique et avec jeu. Un algorithme de recherche des points de contact a été élaboré afin d'obtenir la résultante tridimensionnelle en fonction des tolérances et des paramètres nominaux des pièces, en vue d'effectuer la synthèse des tolérances. D'autres algorithmes utilisent une formulation analytique pour d'déterminer la situation au pire des cas. Ces algorithmes sont le fruit de la résolution du problème par la méthode des droites d'analyses.

Cette thèse porte sur le monitorage des simulations de circuits en signaux mixtes. Dans le domaine de la vérification de matériel, l'utilisation de formalismes déclaratifs pour la specification, dans le cadre de la validation par simulation, s'est installée dans la pratique courante. Cependant, le manque de fonctionnalités visant à spécifier les comportements asynchrones, ou l'intégration insuffisante des résultats de la vérification, rend les language d'assertions et de mesures inopérants pour la vérification de comportements en signaux mixtes. Nous proposons des outils théoriques et pratiques pour la description et le monitorage de ces comportements, qui comportent des aspects à la fois discrets et continus. Pour cela, nous nous appuyons sur des travaux antérieurs portant sur les extensions temps-réel de la logique temporelle et des expressions régulières. Nous décrivons de nouveaux algorithmes pour calculer la distance entre une trace de simulation et une propriété en logique temporelle données. Une nouvelle procédure de diagnostic est conçue pour déboguer efficacement de telles traces. Le monitorage des comportements continus est ensuite étendu à d'autres formes d'assertions basées sur des expressions régulières. Ces expressions constituent la base de notre language de description de mesures, qui permet de définir conjointement la mesure et les intervals temporels sur lesquels cette mesure doit être prise. Nous montrons comment d'autres mesures, déjà mises en œuvre dans les simulateurs analogiques peuvent être importées dans les descriptions digitales. Ceci permet d'étendre vers le domaine en signaux mixtes les approches hiérarchiques utilisées en vérification de circuits digitaux
This thesis is concerned with the monitoring of mixed-signal circuit simulations. In the field of hardware verification, the use of declarative property languages in combination with simulation is now standard practice. However the lack of features to specify asynchronous behaviors, or the insufficient integration of verification results, makes existing assertion and measurement languages unable to enforce mixed-signal requirements. We propose several theoretical and practical tools for the description and automatic monitoring of such behaviors, that feature both discrete and continuous aspects. For this we build on previous work on real-time extensions of temporal logic and regular expressions. We describe new algorithms to compute the distance from some simulation trace to temporal logic specifications, whose complexity is not higher than traditional monitoring. A novel diagnostic procedure is provided in order to efficiently debug such traces. The monitoring of continuous behaviors is then extended to other forms of assertions based on regular expressions. These expressions form the basis of our measurement language, that describes conjointly a measure and the patterns over which that measure should be taken. We show how other measurements implemented in analog circuits simulators can be ported to digital descriptions, this way extending structured verification approaches used for digital designs toward mixed-signal

Ce travail de thèse propose une démarche méthodologique pour caractériser et anticiper les perturbations organisationnelles dues à l’introduction d’un concept d’offre innovant dans un contexte « business to business ». Elle s’intéresse donc à des produits dont la mise en oeuvre induit conjointement une création de valeur pour le client et une modification des interrelations professionnelles entre métiers de cette entreprise cliente. L’enjeu est de concevoir des nouveaux produits ou services qui soient mieux acceptés par les clients internes des sociétés acheteuses par anticipation et intégration, dans la démarche de conception, de ces impacts. Les apports de cette recherche se positionnent à deux niveaux. D’une part, une démarche méthodologique est proposée. Elle s’intègre au processus de création de l’offre et permet de mieux décrire les opportunités de création de valeur induites par une meilleure définition des structures et attentes des acteurs des organisations clientes. Ces acteurs sont vus comme des individus mais aussi comme un réseau évolutif. D’autre part, une capitalisation des données recueillies auprès des clients est proposée. Ces dernières reposent sur une utilisation revisitée des concepts de « customers concerns » et de personas. Les informations recueillies et interprétées sont la base de nouveaux standards des cahiers des charges concepteurs. La première contribution, d’ordre méthodologique est appelée processus RACCP. Elle a été élaborée à partir d’un cas d’étude : la phase amont d’un processus de conception déployée chez un fournisseur d’automatisme industriel. Elle aide le concepteur à modéliser les évolutions induites par un concept d’offre sur le fonctionnement de tous les acteurs chez son client. Ceci est possible par l’utilisation conjointe de trois modèles opérationnels dès la phase amont d’un processus de conception : le modèle descriptif des problèmes clients, des profils d’acteurs associés à ces problèmes et une représentation des interrelations entre ces acteurs. La seconde contribution est constituée de l’ensemble des trois modèles opérationnels instanciés au cas de la convergence IT OT. Cet apport permet une meilleure compréhension des systèmes humains et techniques liés à ce contexte, riche en opportunités de création de valeur. Cette instanciation apporte également des premiers éléments de preuve d’efficacité du processus RACCP
This thesis proposes a methodological approach to characterize and anticipate organizational disruptions due to the introduction of an innovative concept offer in a « business to business » context. Therefore, it concerns products whom implementation induced both value creation for the customer and a change of professional interrelationships between trades within the client company. The challenge is to design new products or services that are better accepted wihtin purchasing companies by anticipating and integrating these impacts into the design process. The contributions of this research are positioned at two levels. First, a methodological approach is proposed. It is integrated into the creative process of suppliers. It enables to better describe the value creation opportunities by a better definition of structures and expectations of actors within customer organizations. These actors are seen as individuals but also as a scalable network. Moreover, a capitalization of data collected from customers is proposed. It is based on an adapated use of "customers concerns" and personas concepts. The information collected and interpreted are the basis of new standards for designers’ specifications. The first methodological contribution is a process called RACCP. It was developed from a case study: the upstream phase of a design process used in an industrial automation supplier. It helps the designer to model the changes implied by an offer concept on the operations of all stakeholders within the client company. This is possible by the combined use of three operational models since the upstream phase of the design process: the descriptive model of customer pains, actors profiles involved in these pains and representation of the interrelationships between them. The second contribution consists of an instanciation of all these three operational models in the convergence IT OT context. This contribution enables a better understanding of human and technical systems related to this context, sources of high value creation opportunities. This instantiation also provides the first proof of RACCP process efficiency

Le développement de spécifications formelles correctes pour des systèmes et logiciels commence par l’analyse et la compréhension des besoins du client. Entre ces besoins décrits en langage naturel et leur spécification définie dans un langage formel précis, un écart existe et rend la tâche de développement de plus en plus difficile à accomplir. Nous sommes face à deux mondes distincts. Ce travail de thèse a pour objectif d’expliciter et d’établir des interactions entre ces deux mondes et de les faire évoluer en même temps. Par interaction, nous désignons les liens, les échanges et les activités se déroulant entre les différents documents. Parmi ces activités, nous présentons la validation comme un processus rigoureux qui démarre dès l’analyse des besoins et continue tout au long de l’élaboration de leur spécification formelle. Au fur et à mesure du développement, des choix sont effectués et les retours des outils de vérification et de validation permettent de détecter des lacunes aussi bien dans les besoins que dans la spécification. L’évolution des deux mondes est décrite via l’introduction d’un nouveau besoin dans un système existant et à travers l’application de patrons de développement. Ces patrons gèrent à la fois les besoins et la spécification formelle associée ; ils sont élaborés à partir de la description de la forme des besoins. Ils facilitent la tâche de développement et aident à éviter les risques d’oublis. Quel que soit le choix, des questions se posent tout au long du développement et permettent de déceler des lacunes, oublis ou ambiguïtés dans l’existant
The development of correct formal specifications for systems and software begins with the analysis and understanding of client requirements. Between these requirements described in natural language and their specification defined in a specific formal language, a gap exists and makes the task of development more and more difficult to accomplish. We are facing two different worlds. This thesis aims to clarify and establish interactions between these two worlds and to evolve them together. By interaction, we mean all the links, exchanges and activities taking place between the different documents. Among these activities, we present the validation as a rigorous process that starts from the requirements analysis and continues throughout the development of their formal specification. As development progresses, choices are made and feedbacks from verification and validation tools can detect shortcomings in requirements as well as in the specification. The evolution of the two worlds is described via the introduction of a new requirement into an existing system and through the application of development patterns. These patterns manage both the requirements and their associated formal specifications ; they are elaborated from the description of the form of the requirements in the client document. They facilitate the task of development and help to avoid the risk of oversights. Whatever the choice, the proposed approach is guided by questions accompanying the evolution of the whole system and makes it possible to detect imperfections, omissions or ambiguities in the existing

Automatic formal verification such as model checking faces the combinatorial explosion issue. This limits its application in indus- trial projects. This issue is caused by the explosion of the number of states during system’s execution , as it may easily exceed the amount of available computing or storage resources. This thesis designs and experiments a set of methods for the development of scalable verification based on the property-driven approach. We propose efficient approaches based on model checking to verify real-time requirements expressed in large scale UML-MARTE real-time system designs. We rely on the UML and its profile MARTE as the end-user modeling language, and on the Time Petri Net (TPN) as the verification language. The main contribution of this thesis is the design and implementation of a property-driven verification prototype toolset dedicated to real-time properties verification for UML-MARTE real-time software designs. We validate this toolset using an avionic use case and its user requirements. The whole prototype toolset includes five contributions: definition of real-time property specific execution semantics for UML-MARTE architecture and behavior models; specification of real- time requirements relying on a set of verification dedicated atomic real- time property patterns; real-time property specific observer-based model checking approach in TPN; real-time property specific state space reduction approach for TPN; and fault localization approach in model checking.

Ce travail porte sur une approche multi perspectives pour la conception des systèmes interactifs critiques appelée « Generic Integrated Modelling Framework ». Le but est de proposer des techniques, méthode et outils pour une conception basée sur des modèles prenant en compte les comportements erronés du système et des utilisateurs. Notre recherche se concentre sur la modélisation des tâches et du système qui, comme d'autres modèles, sont souvent développés pour des cas d'utilisation normale, sans prendre en compte ni les erreurs humaines ni les comportements erronés du système. Ces modèles sont souvent réalisés par des experts de compétences et de cultures différentes, et il est peu probable qu’ils soient substituables. Nous avons conçu une approche permettant d'intégrer au moyen de modèles (principalement tâches et système) des informations sur les comportements incorrects des utilisateurs et du système. Cette perspective repousse les frontières du développement basé sur des modèles, du fait que ces informations additionnelles permettent de prendre en compte des expériences d'échec. Le but final est l'amélioration du processus de conception dans le but de produire des systèmes interactifs plus fiables. Cette approche est appliquée à deux études de cas : Etude d’un accident mortel impliquant un système de gestion de carburant dans une usine de ciment. Etude d’une application interactive issue d’un cockpit interactif répondant à la norme ARINC 661. L’idée fondamentale est de rassembler dans un cadre unique des principes issus de la conception centrée utilisateur et du domaine des systèmes critiques
This thesis presents a multi-perspective approach for the design of interactive safety-critical systems called the « Generic Integrated Modelling Framework ». The goal is to propose techniques, methods and tools for the model-based design while taking into account human and system-related erroneous behaviour. Our research focuses on task and system modeling, which like other models, are often developed from an error-free perspective, without taking into account human or system errors. These models are often developed by experts with different backgrounds and cultures. It is thus unlikely that the data gathered, analysed and documented will be represented in the same way. We have developed an approach which allows the integration of erroneous behaviour of both the users and the system via models (notably the task and system model). This perspective extends the boundaries of model based design since this additional information allows us to take into account previous failures. The main aim is to improve the design process in order to produce safer safety-critical interactive systems. This approach has been applied to two case studies : A fatal mining accident involving a gas management system within a cement plant An interactive cockpit application meeting the requirements of the ARINC 661 specification. The fundamental idée is to bring together within a single framework principle issues of user centred design within the safety-critical domain

Proposition d' un outil d' assistance à l' utilisateur dans les problèmes d' édition et de contrôle des différents niveaux de descriptions intervenant lors de la conception d' application informatiques réparties

Les travaux présentés dans ce document sont orientés vers la vérification formelle de propriétés de sûreté dans le cadre de la conception des systèmes enfouis. Nous nous plaçons dans le formalisme du modèle polyédrique, combinaison des systèmes d'équations récurrentes affines avec les polyèdes entiers. Ce modèle permet de faire de la synthèse de haut niveau pour générer des architectures parallèles à partir de la description d'un système régulier dont les dimensions sont définies par des paramètres symboliques. Nous nous intéressons à la vérification de propriétés de sûreté portant sur des signaux booléens de contrôle, générés ou introduits manuellement lors de la synthèse. Les propriétés sur de tels signaux seront appelées propriétés de contrôle. Nous montrons dans ce document que le modèle polyédrique est adapté pour la vérification formelle de propriétés de contrôle.
Dans ce travail, nous développons une "logique polyédrique" qui nous permet de spécifier et prouver des propriétés dans le modèle polyédrique. La syntaxe et la sémantique des formules logiques s'appuient sur celles d'un langage de description de systèmes d'équations récurrentes affines sur des domaines polyédriques. Les règles de déduction sont de différents types : des règles "classiques" sur les connecteurs logiques, des règles de réécriture et des règles induites par des calculs dans le modèle. Nous développons des algorithmes pour automatiser la construction des preuves, ainsi que des techniques heuristiques permettant d'accélérer cette construction. Ces algorithmes nous permettent de prouver des propriétés simples, comme par exemple la propriété qu'un signal vaut toujours vrai pour un ensemble de processeurs et une durée déterminés. Nous présentons ensuite et commençons à développer des pistes afin d'enrichir notre logique pour exprimer des propriétés plus complexes, comme par exemple des propriétés d'exclusion mutuelle. Nous présentons quelques tactiques de preuve pour ces propriétés plus riches.

FIP=Factory Instrumentation Protocol. On réalise un circuit intégré de communication pour le réseau FIP, projet national de communication entre automates réflexes, capteurs et actionneurs. Le circuit intégré est spécifié pour permettre soit la connexion de capteurs simples, soit la connexion de capteurs intelligents ou des automates de réseau. La conception de ce circuit intégré «à la demande» résulte d'une méthodologie originale. Cette méthodologie est orientée vers la conception de circuits VLSI de communication à partir d'une bibliothèque d'opérateurs flexibles, d'une part pour réduire le temps de conception, d'autre part pour donner la possibilité aux ingénieurs non spécialistes en conception de concevoir eux-mêmes leur circuit

Au fur et à mesure que la complexité s'accroit, il devient nécessaire de définir de nouvelles méthodes permettant de la gérer. Une des façons de maîtriser cette complexité est d'élever le niveau d'abstraction des spécifications en utilisant des langages de spécification systèmes. D'un autre côté, l'élévation du niveau d'abstraction augmente le fossé entre les concepts utilisés pour la spécification (processus communicants, communication abstraite) et ceux utilisés par les langages de description de matériel. Bien que ces langages soient bien adaptés à la spécification et la validation de systèmes complexes, les concepts qu'ils manipulent ne sont pas aisément transposables sur ceux des langages de description de matériels. Il est donc nécessaire de définir de nouvelles méthodes permettant une synthèse efficace à partir de spécifications systèmes. Le sujet de cette thèse est la présentation d'une approche de génération de code C et VHDL à partir de spécifications systèmes en SDL. Cette approche résout la principale difficulté rencontrée par les autres approches, à savoir la communication inter-processus. La communication SDL peut être traduite en VHDL en vue de la synthèse. Cela est rendu possible par l'utilisation d'une forme intermédiaire qui supporte un modèle de communication générale qui autorise la représentation pour la synthèse de la plupart des schémas de communication. Cette forme intermédiaire permet d'appliquer au système un ensemble d'étapes de raffinement pour obtenir la solution désirée. La principale étape de raffinement, appelée synthèse de la communication, détermine le protocole et les interfaces utilisés par les différents processus pour communiquer. la spécification raffinée peut être traduite en C et VHDL pour être utilisée par des outils du commerce. Nous illustrons la faisabilité de cette approche par une application à un système de télécommunication : le protocole TCP/IP sur ATM.