Letteratura scientifica selezionata sul tema "Systèmes à trois échelles de temps"

Avant-propos La demande mondiale en produits d’origine animale est en forte expansion1 et l’élevage est l’une des activités agricoles les plus fortement créatrices d’emploi et de valeur ajoutée, tant au niveau de la production et des services qu’elle utilise, que des filières de produits animaux. Mais dans le même temps, l’élevage doit faire face à des enjeux sociétaux qui nécessitent des évolutions importantes dans les modes de production : besoin de compétitivité encore accru, méthodes d’élevage contestées vis-à-vis des atteintes à l’environnement, du respect du bien-être animal et de l’usage des médicaments. Il s’agit de réfléchir ces défis au niveau européen et mondial. Produire plus, mieux et à moindre coût doit contribuer à assurer la sécurité alimentaire mondiale et à répondre aux attentes européennes en termes de systèmes de production et de marchés très diversifiés. L’Europe a ici une responsabilité toute particulière car si elle ne peut pas nourrir le monde, il est de sa responsabilité, en tant que région où la demande sociale est aujourd’hui la plus élevée, de montrer comment concilier production et environnement. Outre les innovations et les adaptations des systèmes d’élevage (cf. Numéro spécial de la revue « Quelles innovations pour quels systèmes d’élevage ? », Ingrand S., Baumont R. (Eds). INRA Prod. Anim., 27, 2), les réponses passent aussi par la recherche d’animaux qui soient d’une part, plus efficients pour transformer leur ration et plus faciles à élever dans une large gamme de conditions climatiques et de systèmes d’élevage et, d’autre part, adaptables face à des aléas climatiques, sanitaires ou économiques tout en préservant la santé, le bien-être et la qualité des produits. Par le passé, la recherche de la maximisation des performances de production (ex : vitesse de croissance, quantité de lait par lactation…) a conduit à des animaux de plus en plus spécialisés. Dans la plupart des filières, cette maximisation s’est accompagnée d’une dégradation des autres aptitudes d’élevage, aujourd’hui source d’inefficience en élevage. La recherche d’une plus grande robustesse (définie comme la capacité pour un animal d’exprimer son potentiel de production dans une large gamme d’environnements sans pour autant compromettre sa santé et son bien-être) devient une priorité. Dans le même temps,l’accès à des techniques d’exploration fonctionnelle toujours plus performantes, les innovations en cours d’appropriation ou à venir dans le domaine de la génomique ouvrent des perspectives d’investigation nouvelles plus précises. Dans ce contexte d’évolution des demandes et des possibilités d’investigation, les projets de recherche en sciences animales doivent être plus systémiques, prédictifs et permettre d’établir des relations fonctionnelles de plus en plus fines entre le phénotype des animaux, leur génotype et le milieu dans lequel il s'exprime. Face au développement spectaculaire des connaissances sur le génome, il y a un manque criant de connaissances sur l’expression des phénotypes, connaissances qui devraient permettre de répondre au mieux à une double finalité en termes d’exploitation de la variabilité des aptitudes animales : i) une sélection éclairée vers des objectifs majeurs pour améliorer l’efficience de la production et la robustesse des génotypes, et ii) un élevage de précision qui valorise la variabilité individuelle des animaux pour gagner en efficience et en résilience à l’échelle du troupeau, ou pour améliorer la conduite des animaux d’un génotype donné. En effet, d’un coté les progrès réalisés par la sélection génomique permettent aujourd’hui de repenser les critères de sélection et de les diversifier tout en raccourcissant les délais entre la définition des objectifs et l’amélioration effective des cheptels, mais cette sélection entraine de nouveaux besoins de phénotypage car elle nécessite la caractérisation d’unepopulation de référence. D’un autre coté, la connaissance plus fine de l’animal associée aux technologies en émergence de l’élevage de précision permettra de mieux piloter la conduite d’élevage pour améliorer l’efficience de l’alimentation ou de la reproduction par une approche individuelle à l’animal, ainsi que par la production d’alertes à destination de l’éleveur pour un diagnostic précoce des troubles permettant d’anticiper les ajustements requis. Le phénotypage est ainsi l’un des principaux défis que doit relever les recherches en production animale et a été reconnu comme tel par l’INRA. Deux types de phénotypage peuvent être envisagés : le phénotypage des caractères d’intérêt socio-économique et le phénotypage de caractères plus élémentaires. Les phénotypes d’intérêt socio-économique constituent la finalité recherchée. Ils résultent de mécanismes faisant appel à des régulations complexes, ils sont d’autant plus onéreux à mesurer qu’il s’agit de critères zootechniques qui doivent être observés sur des pas de temps longs. La recherche de phénotypes plus élémentaires et plus proches du mécanisme causal rend plus facile l’identification des gènes responsables. Ce phénotypage fin implique de réaliser des mesures particulièrement approfondies et à des échelles élémentaires (au niveau moléculaire, cellulaire, tissulaire…) des caractéristiques biologiques de l’animal qui expliquent un phénotype complexe observé à l’échelle de l’animal. Le phénotypage à haut débit signifie qu’une méthode de mesure des phénotypes fiable, automatisable et rapide est établie de sorte que le processus de mesure permette de générer un grand nombre de données dans un laps de temps court. Le haut débit peut s’appliquer au phénotypage fin tout comme à celui des caractères d’intérêt zootechnique. Les contributions significatives qui pourront être attendues d’un phénotypage animal fin et à haut débit concernent la biologie prédictive, à savoir la prédiction des performances à partir de caractères simples observables précocement, nécessaire notamment à la gestion des produits, à la conduite de l’élevage et à la sélection animale. Ce dossier propose le fruit d’une réflexion globale des chercheurs de l’INRA sur les perspectives qu’offre le phénotypage des animaux pour répondre aux enjeux des productions animales. Cette réflexion a eu pour objectif de définir les grands enjeux de connaissance autour du phénotypage animal et de faire émerger les questions de recherches prioritaires, transversales ou spécifiques aux différentes filières animales ainsi que les verrous techniques qui sont soulevés. Cette réflexion a été conduite par un groupe de douze chercheurs2 des départements de « Génétique Animale », « Physiologie Animale et Systèmes d’Elevage » et « Santé Animale » travaillant dans des disciplines et sur des espèces variées, missionné par la Direction Scientifique Agriculture de l’INRA. La réflexion de ce groupe s’est appuyée sur celle d’un collectif plus large de chercheurs INRA travaillant sur les animaux d’élevage par le biais d’un séminaire organisé en mai 2013 ainsi que par la rédaction partagée des articles de ce dossier. L’amélioration de la robustesse des animaux d’élevage étant un objectif central, le premier article de ce dossier développe une approche systémique de la robustesse des animaux d’élevage pour répondre au mieux à une double finalité en termes d’exploitation de la variabilité des aptitudes animales pour la sélection et pour la conduite de l’élevage. Les recherches sur le phénotypage doivent être accompagnées d’une ontologie générique c’est-à-dire d’une représentation et d’un langage communs pour partager les données et les connaissances, ainsi que l’explicite le second article de ce numéro. L’objet des trois synthèses suivantes est de mettre en perspective les fronts de science (phénotypage du microbiote intestinal), les enjeux de connaissance et les verrous techniques encore à lever pour permettre des productions animales de qualité (phénotypage de la qualité des produits) et en quantité (phénotypage de l’efficacité alimentaire), à moindres coûts économique et environnemental. 1 Selon la FAO et l’OCDE, la progression de la consommation de protéines d’origine animale sur la planète devrait se poursuivre au rythme de + 2 à + 3%/an au cours de cette décennie. Sur la période 2000-2050, la consommation totale des viandes devrait progresser de l’ordre de + 70% pour une population en augmentation de + 20%. Selon les mêmes sources et pour la même période la consommation de lait et produits laitiers dans les pays émergents devrait passer de 45 à 78 kg par habitant.

Les trois articles qui suivent retracent le contenu de trois exposés présentés dans le cadre du groupe de réflexion sur le thème ingestion au sein du département Elevage et Nutrition des Animaux de l’INRA. Ce groupe "Ingestion", qui existe depuis environ une dizaine d’année maintenant, se réunit une ou deux fois par an autour d’un thème particulier dont les différents aspects sont traités par des membres du groupe ou invités par le groupe. Il nous est apparu que ce travail pouvait intéresser un public francophone plus large que les seuls participants à ces réunions. A l’avenir, des dossiers seront donc ainsi proposés à la revue Productions Animales en fonction des activités du groupe. Le premier dossier a pour thème "Palatabilité et choix alimentaires". Avant même d’essayer d’en définir les termes, le titre posait problème : fallait- il parler de palatabilité ou d’appétibilité ? Si palatabilité nous apparaît aujourd’hui comme un néologisme, Gallouin et Le Magnen (1987) nous ont rassurés en nous apprenant que les Anglais l’ont importé de France il y a plusieurs siècles. Quant au mot appétibilité, il n’a été proposé qu’il y a un peu moins d’un demi-siècle pour traduire "palatability" de l’anglais. Malheureusement, résoudre ce différend linguistique ne permet pas de définir facilement et précisément ce terme. L’estimation de la palatabilité est généralement décrite par la notion de préférence alimentaire, donc de choix, sans que les deux soient équivalents. Enfin, ce critère de palatabilité est très couramment associé aux qualités organoleptiques des aliments. Différences de définitions, de méthodes de caractérisation, de mécanismes impliqués pour expliquer ces phénomènes, il est apparu important de clarifier la situation et de faire le point sur ce sujet. Les finalités des travaux sur la prise alimentaire chez les monogastriques et les ruminants sont généralement différentes. La nature de la ration (des aliments concentrés jusqu’aux prairies naturelles), mais également le type de production qui recouvre des échelles de temps très variées (de quelques semaines à 10 ans) posent des problèmes de prise alimentaire très différents. Les travaux sur les monogastriques (porcs et volailles) et les ruminants sont donc traités dans des articles séparés. Ces textes permettent de mieux percevoir la spécificité d’approche pour chaque espèce, mais soulignent les points communs quant aux mécanismes associés au concept de palatabilité. Pour les espèces à cycle court, les problèmes d’apprentissage et les choix alimentaires peuvent affecter rapidement la productivité des systèmes. Le refus par des jeunes d’un nouvel aliment pendant quelques jours va affecter leur croissance, même si, a priori, dans l’aliment rien de perceptible par l’homme ne permet de comprendre ce comportement. La synthèse de Marie- Christine Meunier-Salaün et Michel Picard essaye donc de préciser les relations entre ces problèmes de choix alimentaires, de préférence ou d’aversion, et la notion de palatabilité chez le porc et les volailles et discute les moyens d’étudier ces problèmes. Les ruminants disposent souvent de fourrages à volonté. Les fourrages étant généralement, en France, d’un coût plus faible que les autres aliments, l’éleveur souhaite en maximiser l’utilisation. Ceci suppose que le fourrage soit bien ingéré par l’animal. La palatabilité d’un aliment interfère-t-elle avec le niveau d’ingestion de cet aliment ? Comment apprécier objectivement cette notion de palatabilité ? Quel est le rôle des sens dans les préférences alimentaires des ruminants ? La revue de René Baumont essaye de répondre à ces questions à l’aide de nombreux exemples. Les ruminants d’élevage disposent généralement pendant plus de la moitié de l’année d’un accès au pâturage. Dans ces conditions d’alimentation très particulières l’animal va être amené à gérer lui-même ses prises alimentaires avec des situations de choix parfois très complexes. Cette complexité au pâturage est accrue par la dispersion de l’offre alimentaire. Les choix comportementaux ne sont donc pas que le reflet des préférences alimentaires strictes pour telle ou telle espèce ou partie de végétal, mais le résultat d’une stratégie de pâturage complexe qui pourrait chercher à maximiser le bénéfice énergétique. Ces relations entre les préférences alimentaires des ruminants et les choix alimentaires effectués au pâturage sont étudiées par Bertrand Dumont qui en présente une synthèse dans le dernier article de ce dossier. Bien que recouvrant des approches et des points de vue très divers, ces trois articles partagent certaines conclusions sur la notion de palatabilité. En particulier, on peut difficilement la dissocier d’une notion d’apprentissage si l’on veut en comprendre les rouages. Essayer de s’en défaire ne fait que renforcer le poids des apprentissages précédents (souvent inconnus) au détriment de la propre expérience de l’animal sur tel aliment. Les choix d’un animal peuvent donc évoluer pour prendre en compte des signaux post-ingestifs. L’utilisation de tests en tout genre pour apprécier la palatabilité doit donc se faire avec discernement. Néanmoins, une meilleure connaissance des mécanismes d’apprentissage et d’identification de l’aliment permettrait de limiter les problèmes lors des transitions alimentaires et de mieux comprendre comment l’animal équilibre sa ration. Un travail de réflexion important reste donc à réaliser pour mettre en place des méthodologies adaptées afin de mieux expliquer les choix alimentaires des animaux domestiques. Gallouin F., Le Magnen J., 1987. Evolution historique des concepts de faim, satiété et appétit. Reprod. Nutr. Dévelop., 27, 109-128.

Le succès d'une gestion des écosystèmes naturels requiert une connaissance approfondie des différents processus qui interviennent et de leurs échelles de temps et d'espace particulières. Pour cette raison, les décideurs ont besoin d'analyser une vaste gamme de données et d'informations géographiques. Les modèles mathématiques, les systèmes d'informations géographi-ques et les systèmes experts sont capables de produire cette analyse, mais seule une minorité de gestionnaires les utilise actuellement. Cet article identifie quelques unes des raisons à l'origine de l'hésitation des gestionnaires à adopter de tels outils d'aide à la décision pour la gestion des ressources naturelles et propose une structure qui pourrait faciliter leur utilisation pour le processus de prise de décision. Cet exercice est réalisé à l'intérieur du contexte de la gestion intégrée par bassin. Une revue des systèmes d'aide à la décision est également présentée.

Cet article examine, à partir de la philosophie du temps de Gilles Deleuze, la problématique de la faille entre l’être humain et le monde naturel décrite par Pierre Montebello dans son livre L'autre métaphysique. L’article présente la métaphysique deleuzienne comme une continuation de la lignée philosophique qui est tracée par Montebello. Il explore comment la philosophie du temps de Deleuze nous sert à penser les paysages – y compris ses habitants humains – non pas en termes d’espace ou d’étendue mais dans une perspective temporelle et ce, à travers l’identification d’ensembles de processus temporels qui capturent certaines de leurs caractéristiques. Cette lecture « chronopédique » révèle les paysages comme compositions de rythmes à différentes échelles : des processus géologiques qui durent des millions d’années jusqu’à d’autres, beaucoup plus courts, comme celui de l’habitation humaine. Tout en proposant une nouvelle perspective sur le temps deleuzien, en le libérant des termes humains auxquels il est exposé, cette lecture nous fournit une base métaphysique puissante pour penser le dépassement de la bifurcation entre le monde humain et la nature.

Avant de pouvoir expliquer les processus qui sous-tendent la redistribution de la population, il est très utile de déceler les tendances générales de cette redistribution. L'un des meilleurs outils à cette fin est l'analyse centrographique. Trois mesures centro-graphiques : le centre de gravité, la distance-type et un indice de dispersion relative, sont calculées pour la répartition de la population du Québec à trois échelles différentes (division de recensement, région administrative et province) à trois points dans le temps (1951, 1961, 1971). Au premier niveau, la grande majorité des divisions de recensement sont caractérisées par la stabilité ou par une tendance à la concentration. Au niveau régional, la population tend à se concentrer dans toutes les régions administratives sauf deux : l'Abitibi et la Gaspésie. Au niveau de l'ensemble du Québec, il y a eu tendance à la concentration, le centre de gravité se situant dans le lac Saint-Pierre, au nord de la municipalité de Nicolet, mais se déplaçant progressivement vers Montréal.

Dans le schème d’une histoire globale, cet article propose d’étudier la vie et la carrière sportive du marathonien Abebe Bikila au regard des transformations socio-culturelles de la décennie soixante. Pour ce faire, l’étude emprunte à un vaste panel de sources secondaires, à la presse d’époque, ainsi qu’aux archives du Comité international olympique. Elle s’articule autour de trois échelles d’analyse: l’individu et son réseau; les nations et leurs identités; l’Olympisme et la mondialisation. L’Ethiopien apparaît alors comme le symbole d’un nouvel ordre olympique, porté par la densification des échanges/transferts culturels, l’affirmation d’identités nationales renouvelées et l’internationalisation du CIO. À ce titre, l’histoire d’Abebe Bikila – athlète et témoin de son temps – est aussi celle d’une globalisation culturelle accélérée à l’aube du Second XXe siècle.

L’objectif de cet article est de mettre en lumière la mobilisation des ressources spatiales et migratoires des familles rurales nicaraguayennes impliquées dans des processus de mobilités à différentes échelles. Ces ressources naissent et s’alimentent de la dispersion de la force de travail et de la multi-localisation de l’économie familiale. Elles constituent aujourd’hui un élément central pour l’organisation des « mondes mobiles » et des espaces transnationaux. L’article vise à discuter de la capacité des familles à articuler différentes trajectoires et temporalités de mobilité afin de gérer les ressources spatiales correspondantes. Trois types de configurations familiales sont présentés, au travers de la perspective de la morphologie de la dispersion, de la pluriactivité et d’un certain étirement des économies familiales. Les exemples représentatifs sélectionnés mettent en relief la gestion de la présence et de l’absence, les mécanismes de réversibilité de la migration et l’articulation des trajectoires individuelles au sein d’une entité, voire d’une institution, qui semble continuer à jouer un rôle central : la famille rurale.

L’objet des approches géoarchéologiques de l’urbain est constitué du site, de la ville en tant qu’artefact et bassin artificiel de sédimentation anthropique. Dans ces contextes, les relations entre les sociétés et le géosystème produisent des formations pédo-sédimentaires denses et diverses. Les échelles traitées sont celles d’un socio-système complexe, incluant le substrat pédo-géo-chimique local, les formations superficielles artificielles et les relations avec l’hinterland. Dans un contexte actuel d’artificialisation accéléré des espaces, comprendre ces systèmes peut être une clé pour aborder l’Anthropocène. Différentes approches géoarchéologiques de cet objet urbain hybride, conduites en Europe, sont exposées dans cet article. De l’âge du Fer à la période moderne, elles abordent les questions de topographie préurbaine, de gestion sociale des flux de matériaux, de pollutions, d’occupation des espaces et d’évolution des stratifications. Les résultats montrent la diversité des relations entre les sociétés et les sols, dans une co-construction sur le temps long de systèmes urbains artificiels.

Dans les régions sèches, les résultats scientifiques montrent que l’élevage mobile permet de tirer le meilleur profit social, environnemental et économique de ces espaces. Cette activité offre à la fois une sécurité à court terme en cas de choc et, dans de bonnes conditions, une capacité d’investissement. Il est cependant délicat d’élaborer des indicateurs pour comprendre et évaluer sa contribution au développement territorial car elle se situe à l’intersection de plusieurs échelles de temps, d’espace et d’organisation sociale et institutionnelle. Le cadre opérationnel proposé ici vise à repenser le rôle de l’élevage pour la durabilité des ressources et des sociétés des régions sèches. Six types d’indicateurs de développement croisent ces trois dimensions : caractéristiques du troupeau et des biens et services issus des espèces élevées, taille du troupeau, conduite d’élevage, gestion des ressources communautaires, accès aux soutiens de l’État, dépendance aux marchés, usage des terres et des ressources. Ce cadre invite les décideurs politiques à intégrer ces différentes échelles pour comprendre les mécanismes d’adaptation et les risques en cas d’intervention.

La synchronisation des systèmes multi-agents a reçu une attention significative dans la littérature en raison de applications dans différents domaines tels que la physique, la biologie, l'économie ou les télécommunications. Ces systèmes multi-agents peuvent être homogènes ou hétérogènes. Les principales difficultés qui surgissent dans le contrôle et l'analyse des systèmes multi-agents sont dues à l'hétérogénéité des dynamiques et à la taille du réseau. Les systèmes hétérogènes en réseau ont un comportement dynamique plus complexe et la synchronisation asymptotique n'est pas toujours garantie. La grande taille des réseaux augmente la charge de calcul nécessaire pour étudier leur comportements asymptotiques. En outre, la structure de communication entre les agents peut varier dans le temps, ce qui rend le problème encore plus complexe. Dans ce manuscrit, nous abordons ces problèmes en utilisant les phénomènes d'échelle de temps dans la synchronisation du système multi-agent. Nous proposons un modèle d'ordre réduit qui approxime le comportement synchronisé du réseau avec des topologies fixes et variables dans le temps et fournit une stratégie de conception de contrôle efficace en termes de calcul, basée sur la séparation d'échelles de temps dans le réseau. Le premier résultat présente l'approximation fondée sur la dynamique émergente des systèmes multi-agents linéaires hétérogènes connectés avec des topologies variant dans le temps. En utilisant une transformation de coordonnée, la dynamique du réseau en boucle fermée est reformulée en termes de dynamique moyenne et dynamique de l'erreur. Ensuite, en choisissant un gain de couplage suffisamment grand, nous représentons la dynamique dans les nouvelles coordonnées sous forme standard de perturbation singulière. Cela permet de découpler les dynamiques lentes et rapides en utilisant la séparation des échelles de temps. De plus, la synchronisation pratique des systèmes est garantie par l'utilisation d'un grand gain, et son comportement synchronisé peut être approximé par une dynamique lente d'ordre réduit, indépendante des gains de contrôle. Les résultats sont assurés pour les réseaux fortement connectés sous des hypothèses faibles, en introduisant un temps de maintien minimum entre deux commutations consécutives du graphe d'interaction. Le deuxième résultat propose une nouvelle modélisation à trois échelles de temps des réseaux de clusters. À l'aide d'une transformation de coordonnées en deux étapes, la dynamique du réseau est reformulée dans de nouvelles coordonnées, à savoir la dynamique moyenne, l'erreur intra-cluster et l'erreur inter-cluster. Ensuite, avec un choix approprié des paramètres, nous montrons que la dynamique du réseau peut être représentée sous une forme de perturbation singulière standard à deux paramètres dans les nouvelles coordonnées. La dynamique moyenne qui est le comportement à long terme du réseau, évolue sur l'échelle de temps la plus lente. La dynamique des erreurs intra-clusters, qui caractérise la synchronisation à l'intérieur des clusters évolue sur l'échelle de temps la plus rapide. Enfin, la dynamique d'erreur inter-cluster, qui caractérise la synchronisation entre les clusters, est rapide par rapport à la dynamique moyenne et lente par rapport à la dynamique intra-clusters. Dans le résultat final, nous présentons une stratégie de contrôle efficace en termes de calcul pour le réseau de clusters. La synchronisation est garantie par un contrôleur composé avec deux termes : l'un responsable de la synchronisation intra-clusters (interne) et l'autre de la synchronisation entre les clusters (externe). Le contrôleur interne ne requiert pas beaucoup d'effort de calcul puisqu'une expression analytique le décrit. Le contrôleur externe est conçu à travers une approche d'équilibre de satisfaction. En d'autres termes, les contrôleurs interne et externe sont conçus indépendamment, et ils assurent un coût satisfaisant garanti pour chaque cluster
Synchronization of multi-agent systems has received significant attention in the literature due to applications in different domains such as physics, biology, economics, medicine, telecommunication, etc. These multi-agent systems can be homogeneous (identical dynamics) or heterogeneous (non-identical dynamics). The major difficulties that arise in the control and analysis of the multi-agent systems are due to the heterogeneity and the network size. Heterogeneous networked systems have more complex dynamic behavior, and asymptotic synchronization may not be guaranteed. At the same time, the large network size increases the computational effort required to study the asymptotic behavior of the network. Also, the communication structure between the agents, which is important for synchronization, can be time-varying, adding more complexity to the problem. In this manuscript, we address these problems utilizing the time-scale phenomena in the synchronization of the multi-agent system. We propose a reduced-order model that approximates the synchronized behavior of the network with both fixed and time-varying topologies and provides a computationally efficient control design strategy based on the time-scale behavior of the networks. The first result presents the emergent dynamic based approximation of the heterogeneous linear multi-agent systems connected over time-varying topology. Using a coordinate transformation, the closed-loop network dynamics is reformulated into mean-field and error dynamics. Then by choosing a sufficiently large coupling gain, we represent the dynamics in new coordinates in standard singular perturbation form. This allows decoupling into reduced-order slow and fast dynamics using time-scale separation. Moreover, due to high gain, the network is practically synchronized, and its synchronized behavior can be approximated by reduced-orderslow dynamics independent of the control gains. The results are ensured for strongly connected networks under fairly mild assumptions by introducing a minimum dwell time between two consecutive switches.The second result proposes a novel three time-scale modeling of the clustered networks. Using a two-stage coordinate transformation, the network dynamics is reformulated into new coordinates, namely, mean-field, intra-cluster error, and inter-cluster error dynamics. Then with a suitable choice of parameters, we show that the network dynamics can be represented in a two-parameter standard singular perturbation form in the new coordinate system. The mean-field dynamics, which is the network's long-term behavior, evolve on the slowest time- scale. The intra-cluster error dynamics, which characterize the synchronization inside clusters, evolve on the fastest time scale. Finally, the inter-cluster error dynamics, which characterizes the synchronization between clusters, is fast with respect to the mean-field one and slow with respect to the intra-cluster one.In the final result, we present a computationally efficient control design strategy for the clustered network. We design a composite synchronizing controller with two terms: one responsible for the intra-cluster synchronization (internal) and the other achieving the synchronization between clusters (external). The internal controller does not require much computational effort since an analytic expression describes it. The external controller, however, is designed through a satisfaction equilibrium approach. In other words, the internal and external controllers are independently designed, and they ensure a guaranteed satisfactory cost for each cluster

On présente un contribution à l'étude des systèmes discrets dans les domaines de la modélisation et la réduction de dimensionnalité par des méthodes d'élimination d'une part, et par découplage des dynamiques lorsque les systèmes discrets sont multi-échelle de temps d'autre part. La détermination des lois de commande quasi-optimale est développée sous deux approches utilisant respectivement la matrice de Riccati perturbée et la décomposition temporelle du système global.

Les pulsars millisecondes permettent de relier le système de référence céleste extragalactique au système dynamique en comparant leurs positions VLBI à celles issues du chronométrage. La position du pulsar milliseconde PSR 1937+21 a été déterminée avec une précision de 0,004 seconde de degré par une expérience VLBI. Le corrélateur spécialise qui a été développe pour traiter ce type de données est décrit, ainsi que la technique de cartographie à référence de phase utilisée pour obtenir la position du pulsar par rapport à un quasar angulairement proche. Une technique de chronométrage des pulsars millisecondes utilisant les données VLBI a été développée. Les résultats présentés montrent que la précision du chronométrage est largement inférieure à une microseconde. En chronométrant régulièrement plusieurs pulsars, on peut obtenir une information sur la stabilité à long terme de l'échelle de temps atomique utilisée comme référence. On montre également comment cette technique peut être utilisée pour rechercher de nouveaux pulsars et pour étudier la scintillation dans le milieu interstellaire.

Dans le cadre d'un projet de réalisation d'un système à base de connaissances, d'aide à la simplification de modèles, utilisant des techniques d'intelligence artificielle (IA) associées à un langage de représentation centrée objet, les travaux présentés dans ce mémoire constituent une contribution à la définition de l'expertise au point de vue de la simplification de modèles et du développement des outils de synthèse nécessaires à l'élaboration de la base de connaissances. Ce mémoire comporte, dans la première partie, une synthèse bibliographique des différentes techniques de réduction des systèmes continus linéaires stationnaires modélisés par une matrice de transfert ou une équation d'état. Des critères de choix d'une méthode de simplification sont définis pour mieux guider l'utilisateur dans sa démarche. La deuxième partie, par une analyse numérique et graphique, traite plus particulièrement de l'identification des dynamiques, nécessaire à tout découplage ou réduction. Sans calcul des valeurs propres ni des vecteurs propres, cette identification est réalisée par des méthodes géométriques permettant ainsi un étiquetage des dynamiques du système étudié. L'introduction d'une nouvelle méthode, associée aux cercles de gershgorin, permet par un changement de base diagonal optimal, de mieux localiser les valeurs propres de la matrice d'état du système. La aussi, des critères de choix portant sur le bon ou le mauvais conditionnement d'une matrice sont établis. Lorsqu'ils sont vérifiés, ces critères nous renseignent sur l'utilisation directe des méthodes géométriques de mise en évidence des dynamiques. Dans la troisième partie, nous proposons trois méthodes qui, par une transformation linéaire, permettent la bloc-diagonalisation de la matrice d'état du système, quel que soit son conditionnement, tout en regroupant dans chaque bloc les dynamiques considérées. Cette technique est basée sur le calcul de la signature de matrice et ne nécessite pas non plus la connaissance du spectre de celle-ci.

Nous traitons les problèmes relatifs à la mise sous forme standard des systèmes implicites et nous proposons un algorithme de simplification des systèmes linéaires basé sur des cercles de Gershgorin. Les applications concernent la modélisation des machines alternatives et les simplifications de leur modèle. Nous traitons la mise sous forme standard de la machine asynchrone à cage d'écureuil. Nous appliquons la méthode des multiéchelles de temps pour simplifier le modèle de la machine synchrone dans le cas d'une modélisation avec plusieurs amortisseurs par axes d et q. Une séparation en plusieurs dynamiques s'accompagnent de l'établissement de réactances opérationnelles réduites et d'une écriture des constantes de temps et des réactances sous forme analytique adaptées à chaque régime est donnée. On étudie le modèle simplifié d'une machine synchrone autopilotée, modélisée avec un amortisseur par axe, alimente en courant et consistant en un problème aux limites en présence d'une structure variable et discontinue

Cette thèse s’intéresse à l’étude de la stabilité des systèmes à commutation qui évoluent sur un domaine de temps non uniforme en introduisant la théorie des échelles de temps. On s’intéresse essentiellement aux systèmes dynamiques linéaires à commutation définis sur une échelle de temps particulière T = P{tσk ,tk+1} = ∪∞k=0[tσk , tk+1]. Le système étudié commute entre un sous-système dynamique continu sur les intervalles ∪∞k=0[tσk , tk+1[ et un sous-système dynamique discret aux instants ∪∞k=0{tk+1} (à temps discret) avec un pas discret qui varie dans le temps. Dans une première partie, des conditions suffisantes sont données pour garantir la stabilité exponentielle de cette classe de systèmes à commutation. Ensuite, des conditions nécessaires et suffisantes de stabilité sont données en déterminant une région de stabilité exponentielle. Dans une deuxième partie, la stabilité de cette classe des systèmes à commutation avec des perturbations nonlinéaires a été traitée en utilisant des majorations de la solution, puis en introduisant l’approche de la fonction de Lyapunov commune. La troisième partie est consacrée au problème du consensus en présence d’interruptions de transmission d’informations où le système multi-agent en boucle fermée peut être représenté comme un système à commutation par une combinaison de modèles de systèmes linéaires à temps continu et de systèmes linéaires à temps discret
This thesis deals with the stability analysis of switched systems that evolve on non uniform time domain by introducing the time scale theory. We are interested mainly in dynamical linear switched systems defined on particular time scale T = P{tσk ,tk+1} = ∪∞k=0[tσk, tk+1]. The studied system switches between a continuous-time dynamical subsystem on the intervals ∪∞k=0[tσk, tk+1[ and a discrete-time dynamical subsystem on instants ∪∞k=0{tk+1} (a discrete time) with a time-varying discrete step. In a first part, sufficient conditions are given to guarantee the exponential stability of this class of switched systems. Then necessary and sufficient conditions for stability are given by determining a region of exponential stability. In the second part, the stability of this class of switched systems with nonlinear uncertainties, is treated using majoration of the solution, and after that by introducing the approach of a common Lyapunov function. The third part is devoted to the consensus problem under intermittent information transmissions where the closed-loop multi-agent system can be represented as a switched system using a combination of linear continuous-time and linear discrete-time systems

Dans cette thèse, on s'est attaché à résoudre un certain nombre de problèmes qui apparaissent lorsqu'on traite des problèmes concrets de contrôle: phénomènes à plusieurs échelles de temps, discontinuités de la commande lors du basculement d'un correcteur à un autre, nécessité de concevoir un nombre limité de correcteurs différents malgré une gamme très importante des produits traités. Pour illustrer concrètement les résultats obtenus, nous nous sommes appuyés sur un exemple industriel concret, le contrôle de guidage de bande durant le processus de laminage dans un laminoir à chaud. D'abord, nous proposons une solution convexe au problème de commande optimale linéaire quadratique pour les systèmes linéaires à deux échelles de temps en temps discret. Ensuite, nous établissons des conditions suffisantes, formulées sous la forme d'inégalités matricielles linéaires, qui permettent de vérifier la stabilité d'un système à commutation à deux échelles de temps et de synthétiser des correcteurs stabilisants. Nous proposons aussi dans ce travail une méthode pour minimiser les discontinuités sur la commande dans le cadre des systèmes à commutation. Dans le contexte du contrôle de guidage de bande pour un laminoir à chaud, nous ne pouvons pas négliger l'influence des paramètres incertains, qui sont dus principalement au fait que ce genre de système traite une gamme de produits très large. Donc, dans la synthèse du correcteur, nous prenons en compte ces variations en divisant l'ensemble des produits en plusieurs familles et en synthétisant un correcteur différent pour chaque famille.

Dans cette thèse, on s'est attaché à résoudre un certain nombre de problèmes qui apparaissent lorsqu'on traite des problèmes concrets de contrôle: phénomènes à plusieurs échelles de temps, discontinuités de la commande lors du basculement d'un correcteur à un autre, nécessité de concevoir un nombre limité de correcteurs différents malgré une gamme très importante des produits traités. Pour illustrer concrètement les résultats obtenus, nous nous sommes appuyés sur un exemple industriel concret, le contrôle de guidage de bande durant le processus de laminage dans un laminoir à chaud. D'abord, nous proposons une solution convexe au problème de commande optimale linéaire quadratique pour les systèmes linéaires à deux échelles de temps en temps discret. Ensuite, nous établissons des conditions suffisantes, formulées sous la forme d'inégalités matricielles linéaires, qui permettent de vérifier la stabilité d'un système à commutation à deux échelles de temps et de synthétiser des correcteurs stabilisants. Nous proposons aussi dans ce travail une méthode pour minimiser les discontinuités sur la commande dans le cadre des systèmes à commutation. Dans le contexte du contrôle de guidage de bande pour un laminoir à chaud, nous ne pouvons pas négliger l'influence des paramètres incertains, qui sont dus principalement au fait que ce genre de système traite une gamme de produits très large. Donc, dans la synthèse du correcteur, nous prenons en compte ces variations en divisant l'ensemble des produits en plusieurs familles et en synthétisant un correcteur différent pour chaque famille
This Ph.D. thesis deals with a certain number of problems arising in practical implementation of control systems: multi time scale phenomena, sudden modifications on the system dynamics, discontinuities on the control signal due to controller switchings, the need of design a limited number of controllers in spite of a wide variation on the physical parameters. In order to illustrate the validity of the obtained results, we resort to a real problem concerning the steel production framework, the robust steering control of a hot strip finishing mill. First, a convex solution of the linear quadratic control design for discrete two time scale systems is proposed. Hence, we address the stability problem of two time scale switched systems. We show that stability of the slow and fast switched subsystems under arbitrary switching rules does not imply the stability of the corresponding two time scale switched system in the singular perturbation form. An additional constraint, independent of the value of the singular parameter and of the switching rule, is provided in terms of linear matrix inequalities. We also introduce a bumpless transfer method for switched systems aiming at reducing the discontinuities on the control signal. Dwell time conditions assessing the asymptotic stability of the closed loop switched system are established. The practical contribution of this thesis, the robust steering control design, exploits most of previous results. The objective is to guarantee the stability of the hot strip mill system and improve the quality of the rolled products

Dans cette thèse, nous étudions les propriétés de synchronisation d'oscillateurs lents-rapides inspirés de la neuroendocrinologie et des neurosciences, en se concentrant sur les effets des phénomènes de type canard et bifurcations dynamiques sur le comportement collectif.Nous partons d'un système de dimension 4 qui représente les caractéristiques dynamiques qualitatives et quantitatives du profil de sécrétion de la neurohormone GnRH (gonadotropin releasing hormone) au cours d'un cycle ovarien. Ce modèle est constitué de deux oscillateurs de FitzHugh-Nagumo avec pour chacun des échelles de temps différentes. Le couplage unidirectionnel de l'oscillateur lent (représentant l'activité moyenne d'une population de neurones régulateurs) vers l'oscillateur rapide (représentant l'activité moyenne d'une population de neurones sécréteurs) donne une structure à trois échelles de temps. Le comportement de l'oscillateur rapide est caractérisé par une alternance entre un régime de type cycle de relaxation et un régime de quasi-stationnaire qui induit des transitions de type canard dans le modèle ; ces transitions ont un fort impact sur le modèle de sécrétion du système de dimension 4. Nous proposons un premier pas supplémentaire dans la modélisation multi-échelles (en espace) du système GnRH, c'est-à-dire que nous étendons le système original à 6 dimensions en considérant deux sous-populations distinctes de neurones sécréteurs recevant le même signal des neurones de régulation. Cette étape nous permet de enrichir les motifs possibles de sécrétion de GnRH tout en gardant un cadre dynamique compact et en préservant la séquence des événements neuro-sécréteurs capturés par le modèle de dimension 4, à la fois qualitativement et quantitativement.Une première analyse du modèle GnRH étendu à 6 dimensions est présentée dans le Chapitre 2, où nous montrons à l'aide d'un système minimal de dimension 5 l'existence de trajectoires de type canard dans des systèmes lents-rapides couplés présentant des points pseudo-stationnaires. Le couplage provoque la séparation des trajectoires correspondant à chaque sécréteur qui se retrouvent de chaque côté du canard maximal (associé soit à un point pseudo-stationnaire de type noeud soit à un pseudo-col). Nous explorons les rapports entre les canards en présence et le couplage, ainsi que leur impact sur les motifs de sécrétion collective du modèle de dimension 6. Nous identifions deux sources différentes de (dé)synchronisation due aux canards dans les événements sécrétoires, qui dépendent du type de point pseudo-stationnaire sous-jacent.Dans le Chapitre 3, nous proposons une modélisation possible des comportements complexes de sécrétion de GnRH qui ne sont pas capturés par le modèle de dimension 4, à savoir, une décharge avec 2 ``bosses'' et une désynchronisation partielle avant la décharge, en utilisant le modèle de dimension 6 précédemment construit. Pour obtenir une décharge avec deux bosses, il est essentiel d'utiliser des fonctions de couplage asymétriques dépendant du régulateur ainsi que d'introduire de l'hétérogénéité dans les sous-populations de sécréteurs. Pendant le régime pulsatile, il apparaît que le signal régulateur varie lentement et, ce faisant, provoque une bifurcation dynamique qui est responsable de la perte de synchronie dans le cas de sécréteurs non identiques et asymétriquement couplés. Nous introduisons des outils analytiques et numériques pour façonner et quantifier ces caractéristiques supplémentaires et les intégrer dans le profil complet de sécrétion
This dissertation investigates synchronization properties of slow-fast oscillators inspired from neuroendocrinology and neuronal dynamics, focusing on the effects of canard phenomena and dynamic bifurcations on the collective behavior. We start from a 4-dimensional system which accounts for the qualitative and quantitative dynamical features of the secretion pattern of the neurohormone GnRH (gonadotropin releasing hormone) along a whole ovarian cycle. This model involves 2 FitzHugh-Nagumo oscillators with different timescales. Unidirectional coupling from the slow oscillator (representing the mean-field activity of a population of regulating neurons) to the fast oscillator (representing the mean-field activity of a population of the secreting neurons) gives a three timescale structure. The behavior of the fast oscillator is characterized by an alternation between a relaxation cycle and a quasi-stationary state which introduces canard-mediated transitions in the model; these transitions have a strong impact on the secretion pattern of the 4-dimensional system. We make a first step forward in multiscale modeling (in space) of the GnRH system, namely, we extend the original system to 6 dimensions by considering two distinct subpopulations of secreting neurons receiving the same signal from the regulating neurons. This step allows us to enrich further the GnRH secretion pattern while keeping a compact dynamic framework and preserving the sequence of neurosecretory events captured by the 4-dimensional model, both qualitatively and quantitatively. An initial analysis of the extended 6-dimensional GnRH model is presented in Chapter 2, where we prove using a 5D minimal model the existence of canard trajectories in coupled systems with folded singularities. Coupling causes separation of trajectories corresponding to each secretor by driving them to different sides of the maximal canard (associated with either a folded-node or a folded-saddle singularity). We explore the impact of the relationship between canard structures and coupling on the collective secretion pattern of the 6-dimensional model. We identify two different sources of canard-mediated (de)synchronization in the secretory events, which depend on the type of underlying folded singularity. In Chapter 3, we attempt to model complex behaviors of the GnRH secretion not captured by the 4-dimensional model, namely, a surge with 2 bumps and partial desynchronization before the surge, by using the 6-dimensional model previously constructed. Regulatory-dependent asymmetric coupling functions and heterogeneity in the secretor subpopulations are essential for obtaining such a 2-bump surge. During the pulsatile regime, we find that the slowly varying regulatory signal causes a dynamic bifurcation, which is responsible for loss of synchrony in asymmetrically coupled nonidentical secretors. We introduce analytic and numerical tools to shape and quantify the additional features embedded within the whole secretion pattern

En février 2018, le Conseil de l’Europe publie, plus de 15 ans après le CECR, un Volume complémentaire censé parachever le document de 2001, avec de nouvelles échelles de descripteurs, notamment pour la médiation. Cet ajout tardif ignore toutes les critiques du CECR formulées entre-temps, comme si ce document était la référence indépassable et définitive en didactique des langues-cultures. Les trois premières parties de cet ouvrage CECR : par ici la sortie ! font une critique serrée de ces deux publications au terme de laquelle il apparaît que le projet du CECR et de son volume complémentaire peut être résumé en quelques mots : feindre de traiter d’enseignement-apprentissage-évaluation, mais ne travailler en réalité qu’à promouvoir une forme d’évaluation limitée et commerciale, à savoir la certification. Dans les deux premières parties, la mainmise d’intérêts privés sur le projet européen d’enseignement scolaire des langues est établie, preuves à l’appui, alors que la troisième partie met en lumière le grand nombre des impasses et insuffisances théoriques et pratiques du CECR, en particulier sa dépendance à une méthodologie unique, l’approche communicative. Les deux dernières parties tracent deux voies parallèles de sortie du Cadre, toutes deux dans une perspective résolument pluriméthodologique : une « évaluation intégrée » qui prend en compte l’ensemble des enjeux du processus d’enseignement-apprentissage des langues ; une « méthodologie plurilingue intégrée » qui s’appuie sur le déjà-là en termes de répertoire langagier des apprenants et sur le déjà-construit en termes de savoirs sur les langues et de compétences d’apprentissage des langues. La « sortie » du CECR est désormais ouverte, libre et large!

Ce chapitre montrera à travers l’exemple des verres et des métaux ferreux, comment l’étude de systèmes archéologiques et naturels, dont les matériaux se sont altérés sur de très longues durées aide à la prédiction du comportement de matériaux qui devront être utilisés sur de grandes échelles de temps, dépassant parfois largement celle d’une génération humaine. Ces systèmes sont alors considérés comme des analogues. Cette approche est un des volets d’une démarche qui comporte plusieurs aspects allant de l’étude en laboratoire sur des systèmes de court terme à la modélisation numérique. Elle a été particulièrement développée dans le cadre de l’industrie nucléaire pour le développement des installations de stockage ou d’entreposage des déchets sur le très long terme. Pour les verres, les analogues sont les matériaux archéologiques manufacturés par les sociétés humaines depuis le milieu du IIIe millénaire avant notre ère ainsi que les verres naturels volcaniques. Pour les métaux ferreux, ce sont les fers et les aciers archéologiques, apparus environ 2000 ans av. J.-C. qui sont étudiés. Les approches peuvent varier en fonction de ces matériaux mais comportent une part de caractérisation fine des systèmes archéologiques, une comparaison dialectique avec les résultats obtenus sur les expériences de laboratoire et différents types de modélisations.

Le but de cet article est d’examiner la situation des cours intensifs dans les instituts de langues afin de faire quelques suggestions pour l’améliorer. Que requiert la notion de cours intensifs ? Quelles sont les méthodes d’enseignement mises en œuvre dans le déroulement des cours intensifs ? Les apprenants sont-ils mieux outillés au sortir de ces cours ? Telles sont les questions qui ont guidé cette recherche. Pour répondre à ces interrogations, trois laboratoires de langues ont été sélectionnés de manière aléatoire. Ensuite, des informations ont été collectées auprès des responsables de formation, des enseignants et des apprenants (anciens et nouveaux) au moyen d’interviews et d’un questionnaire. La conclusion de l’enquête révèle un écart significatif entre le but des cours intensifs dispensés dans les instituts de langues et les attentes des apprenants ; écart souvent dû aux objectifs irréalistes fixés par lesdits instituts, à l’absence de spécialistes en ASP et au manque de rétroactions ou feedbacks authentiques sur la compétence linguistique des apprenants après la formation. Parmi les suggestions dans le sens d’améliorer les conditions d’apprentissage des auditeurs, deux se révèlent comme les plus pertinentes : le recrutement d’enseignants d’ASP ayant l’expérience des bonnes pratiques didactiques afin de concevoir des cours adaptés aux besoins des apprenants et fixer des objectifs réalistes en adéquation avec le temps imparti aux formateurs pour aider les apprenants à assimiler les cours et à s’approprier la langue.

La pandémie est d’abord crise. la crise révélatrice de l’état d’un système de santé, de sa gestion passée et des choix, implicites et explicites qui ont été faits. Comme le Titanic, qui ne portait pas suffisamment de canots de sauvetage, parce qu’il avait été pensé comme insubmersible et que, pour vendre plus cher des cabines, il convenait de ne pas encombrer les ponts de canots susceptibles de gêner la ‘vue mer’, le système de santé français avait liquidé ses stocks stratégiques et restreint la recherche épidémiologique parce que les pandémies appartenaient au passé et qu’il valait mieux développer la médecine de soin, plus rentable car mieux susceptible d’être marchandisée, que la médecine de prévention. Et, comme dans le cas du Titanic, le manque de masques ou de places en réanimation prenant la place du manque de places dans les canots de sauvetage, la société est contrainte de faire des choix tragiques (Calabresi and Bobitt, 1978). Alors que nos sociétés sont brutalement confrontées à de nouvelles raretés, rompant avec la tendance aux surcapacités de production des économies de richesse, le covid-19 crée un point de rupture dans la dynamique d’individualisation, de marchandisation et de présentisme (Hartog, 2003) des sociétés contemporaines qui s’était accélérée depuis la fin des années 70, en opérant deux grands retours, au moins temporaires :  un retour du collectif, à l’heure où tout converge vers les pouvoirs étatiques, voire les organisations super- étatiques, les individus apparaissant happés dans une dynamique collective sur laquelle ils n’ont guère de prise  un retour du temps, le temps présent que scandent les phases de la pandémie et qu’elle impose à tous, y compris à ceux qui se voyaient jadis les maîtres des horloges, le temps du passé qui apparait comme l’un des déterminants des capacités de réaction à la pandémie et auquel on ne cesse de rapporter les erreurs de la gestion passée, sources des incapacités présentes Les thèmes du retour du collectif, du dépassement des solutions libérales, voire d’un tournant dans les processus d’individualisation et de marchandisation de nos sociétés sont très présents dans le débat public. Nous les approcherons dans une démarche de rationalisme critique soucieuse de dépasser les effets de mode pour montrer que l’analyse du retour du collectif ne peut être séparée de la prise en compte du rôle du passé dans l’état du présent. Nous souhaitons montrer l’intérêt d’une approche en termes patrimoniaux et explorer la possibilité de nouvelles logiques de développement social passant par des logiques de gestion patrimoniale. La proposition de communication s’inscrit par conséquent dans le thème 2 du colloque tout en se centrant sur la gestion patrimoniale de la santé. Elle s’organisera en trois moments : 1 Gestion privée et gestion collective de la santé : La tendance à l’individualisation de la gestion de la santé, corollaire de sa marchandisation, se heurte à la réalité de la contagion qui fait que la santé des uns dépend étroitement de la santé des autres. D’où le retour du collectif : la santé et le vaccin définis comme biens publics mondiaux ; le développement de nouvelles formes de communs ; la gestion étatique des choix tragiques 2 Gestion de court terme et gestion de long terme de la santé : La pandémie, au milieu d’effets plus larges, révèle le lien entre situation sanitaire et gestion passée des systèmes de santé. Santé et système de santé apparaissent comme des patrimoines, en partie individuels et privés, en partie collectifs. 3 Une logique patrimoniale ? : On montrera comment la notion de patrimoine peut être développée pour caractériser un type spécifique de logique de gestion à long terme, articulant les dimensions privées et publiques, individuelles et collectives, marchandes et non-marchandes, d’un système de santé.