Teses / dissertações sobre o tema "Outil statique"

Une etude approfondie de la bibliographie consacree aux mesures statiques du logiciel demontre la necessite d'un outil general, tant pour les mesures que pour les langages traites. Avec l'ambition de repondre a ce double objectif, l'outil metropol a ete realise autour de l'editeur syntaxique centaur. Les algorithmes de mesure sont appliques aux arbres syntaxiques, et sont definis dans un metalangage specialise, qui se prete aux syntheses d'attributs, grace a un puissant mecanisme de filtrage associatif. Nous commentons des exemples d'implementation pour des langages reels, qui utilisent un gestionnaire de graphes generique, assorti d'algorithmes de dessin originaux. Une description detaillee des strategies de complication du filtrage, ainsi que des interfaces utilisateur, termine le corps de ce memoire. Les outils realises grace a cette technologie sont actuellement commercialises. On a entrepris de les etendre a la mesure dynamique, de les integrer dans l'atelier de developpement concerto, et des resultats partiels sont mis en pratique pour le developpement d'autres applications informatiques

Depuis plusieurs décennies, la modélisation moyenne de convertisseurs statiques a fait l'objet de nombreuses études. En effet, nous avons intérêt à transformer le système original en un système continu qui représente macroscopiquement au mieux les comportements dynamiques et statiques du circuit, notamment en vue d'une étude système. Le modèle dit « moyen » trouve un vaste champ d'applications que ce soit en commande, en simulation (rapide et système) ou encore en analyse des modes... Cependant, la modélisation moyenne peut s'avérer laborieuse dés que le nombre de semi-conducteurs du convertisseur devient important. Dans cette optique, plusieurs auteurs ont essayé d'apporter une aide automatique dans le processus de calcul de ces modèles afin d'épargner l'utilisateur de cette fastidieuse tâche de calcul faite à la main. Néanmoins, actuellement, la démarche de modélisation n'a jamais été entièrement automatisée. Dans cette perspective, les objectifs de cette thèse visent à fournir un outil d'aide à la génération automatique de modèles exacts et moyens dans le cas de la conduction continue et/ou discontinue et en partant d'un a priori sur le fonctionnement du convertisseur à étudier : la description du circuit, le mode de fonctionnement et la commande du convertisseur statique. La conception d'un tel outil repose sur trois étapes principales et qui sont l'analyse topologique du circuit, le calcul des matrices d'état pour chaque configuration du convertisseur statique et enfin une mise en équations des modèles. Les modèles générés sont sous forme symbolique ce qui permet de les réutiliser dans plusieurs logiciels.

Depuis plusieurs décennies, la modélisation moyenne de convertisseurs statiques a fait l'objet de nombreuses études. En effet, nous avons intérêt à transformer le système original en un système continu qui représente macroscopiquement au mieux les comportements dynamiques et statiques du circuit, notamment en vue d'une étude système. Le modèle dit « moyen » trouve un vaste champ d'applications que ce soit en commande, en simulation (rapide et système) ou encore en analyse des modes. . . Cependant, la modélisation moyenne peut s'avérer laborieuse dés que le nombre de semi-conducteurs du convertisseur devient important. Dans cette optique, plusieurs auteurs ont essayé d'apporter une aide automatique dans le processus de calcul de ces modèles afin d'épargner l'utilisateur de cette fastidieuse tâche de calcul faite à la main. Néanmoins, actuellement, la démarche de modélisation n'a jamais été entièrement automatisée. Dans cette perspective, les objectifs de cette thèse visent à fournir un outil d'aide à la génération automatique de modèles exacts et moyens dans le cas de la conduction continue et/ou discontinue et en partant d'un a priori sur le fonctionnement du convertisseur à étudier : la description du circuit, le mode de fonctionnement et la commande du convertisseur statique. La conception d'un tel outil repose sur trois étapes principales et qui sont l'analyse topologique du circuit, le calcul des matrices d'état pour chaque configuration du convertisseur statique et enfin une mise en équations des modèles. Les modèles générés sont sous forme symbolique ce qui permet de les réutiliser dans plusieurs logiciels
Power electronics models of static converters are useful in a huge set of applications. They are used for component sizing, as well for control adjustment, control or behaviour simulation. In this context, average models are a good compromise between complexity, computation time and acceptable accuracy for system simulation. However, they may be difficult to create, especially when the structures of the studied converters are complex and their control involves uncontrolled commutations. Our work focuses on the way to carry out automatically such a process by using a symbolic treatment. We propose an automatic building approach of both exact and average models by using a software tool. This one is named AMG (for Average Model Generator) and has been developed in our works. This tool is dedicated to the average modelling of power electronics converters. It deals with some discontinuous conduction modes and continuous conduction modes. The models are created from the description of the structure of the static converter (i. E. Its netlist), its operating mode and its control. In the architecture of AMG, three steps are important: the analysis of the circuit, the extraction of the state matrixes for each configuration of the static converter and finally the building of the global state model. The generated models are generated under their symbolic forma and in Modelica and VHDL-AMS languages; so this allows their simulation in several software. The modelling of several static converters is presented to show the possibilities of AMG

Les travaux de cette thèse se sont intéressés à l’obtention du comportement d’un composite sergé 2x2 verre/PA66 via un outil numérique basé sur une double homogénéisation : la première concerne les torons et la seconde le volume élémentaire représentatif du composite. A partir d’une campagne de caractérisation expérimentale sur le PA66, nous avons dans un premier temps identifié l’influence à la fois de l’hygrométrie et de la température sur le comportement de la matrice en quasi-statique. Ensuite, nous avons élaboré, implémenté et validé une loi de comportement isotrope élasto-plastique endommageable. Cette loi a servi à identifier par homogénéisation le comportement des torons en supposant un collage parfait des fibres et de la matrice ainsi qu’une homogénéité de l’eau dans le toron. Grâce à ces comportements identifiés et à l’élaboration d’une loi de comportement anisotrope élasto-plastique endommageable, nous avons pu déterminer les caractéristiques élastiques dans un premier temps et les comportements longitudinaux et en cisaillement dans un second temps. Les comparaisons aux résultats expérimentaux menés sur le composite offrent des résultats satisfaisants et permettent de penser que l’outil numérique développé, permettrait, à termes, d’aider à une conception rapide incluant ce genre de matériau en diminuant le nombre d’essais expérimentaux à faire. Des perspectives enfin sont proposées notamment pour l’extension aux comportements en dynamique (crash)
The objective of this PhD thesis is to create a methodology to simulate the behavior of a 2x2 glass/PA66 twill composite using homogenization. To achieve this goal, we use two steps: first one is dedicated to represent the yarn behavior and the second one to represent the behavior of the composite RVE. An experimental characterization campaign about the PA66 has been done in order to quantify the influence of both hygrometry and temperature on the behavior of the matrix in quasi-static. Then, we formulated, implemented and validated an isotropic elasto-plastic damageable constitutive law. It was used to identify by homogenization the behavior of the yarns by assuming a perfect bonding of the fibers and the matrix as well as a water homogeneity inside the yarn. Thanks to the identified behavior of the yarns and by formulating a compatible constitutive law (anisotropic elasto-plastic damageable), we have determined for the woven composite on one hand the elastic properties and in the other hand the longitudinal/transversal and shear nonlinear behaviors. The comparisons of the numerical and experimental results offer satisfactory results. It provides good outlook in short-term in regard of structures design which include this type of woven composite materials. The main advantage of the methodology is to decrease the number of required experimental tests. Some outlook dedicated to crash studies are finally suggested

Le but de ce travail est le développement d'un logiciel de CAO orienté vers l'étude de structures de convertisseurs statiques associés à leur environnement. Après une description complète du logiciel, tant sous l'aspect convivial que théorique, nous présentons un ensemble de modifications apportés au post-processeur afin de permettre à l'utilisateur d'étudier les grandeurs électriques qui l'intéresse (courants, tensions simples et composées, analyse harmonique, puissance, valeurs moyennes et efficaces. ,. ) L'implantation de la commande en Modulation de Largeur d'Impulsions met en évidence l'influence des limitations pratiques introduites dans la commande des interrupteurs. L'intégration de boucles de régulation ainsi que sa validation par la comparaison entre la simulation et un montage expérimental complète l'éventail des fonctions disponibles en permettant au logiciel de simuler le comportement d'un convertisseur dans un environnement

L'ingénieur et l'architecte, confrontés à la large demande pour la préservation des structures historiques et monumentales, ont besoin d'une approche transdisciplinaire et efficace pour le traitement de ces systèmes complexes. Les travaux de recherche proposés dans cette thèse s'inscrivent à un effort de développement d'un outil informatique servant à une évaluation préliminaire de la stabilité des structures maçonnées anciennes, qui est compréhensible par des utilisateurs travaillant dans diverses disciplines. Etant donné que le comportement statique global de ce type de structures pose plutôt un problème d'équilibre, le théorème statique du Calcul à Rupture est utilisé afin de vérifier la stabilité d'une structure maçonnée sous chargements statiques ou quasi-statiques. La méthode proposée correspond aux systèmes structuraux bidimensionnels ou pseudo-tridimensionnels (symétries axiales) qui comportent les éléments typiques de l'architecture médiévale combinés de façons variables.

L'objectif de cette thèse était d'évaluer l'efficacité d'une combinaison de scanners de sécurité commerciaux et open source. Grâce à l'expérimentation, nous avons identifié divers modèles de code qui entravent la capacité des outils de pointe à analyser les projets. En détectant ces modèles au cours du cycle de développement des logiciels, notre approche peut offrir aux développeurs un retour d'information précieux sur la testabilité de leur code. En outre, elle leur permet d'évaluer plus précisément le risque résiduel que leur code puisse encore contenir des vulnérabilités, même si les analyseurs statiques ne font état d'aucune découverte. Notre approche suggère également des méthodes alternatives pour transformer le code et améliorer sa testabilité pour SAST
The goal of this thesis was to evaluate the effectiveness of a combination of commercial and open source security scanners. Through experimentation, we identified various code patterns that hinder the ability of state-of-the-art tools to analyze projects. By detecting these patterns during the software development lifecycle, our approach can offer valuable feedback to developers regarding the testability of their code. Additionally, it enables them to more accurately evaluate the residual risk that their code might still contain vulnerabilities, even if static analyzers report no findings. Our approach also suggests alternative methods to transform the code and enhance its testability for SAST

Cette thèse traite de l’étude des dynamiques résidentielles et en particulier de l’émergence de ségrégation socio-spatiale à partir des comportements individuels. L’approche utilisée repose sur des outils de physique statistique et la modélisation multi-agent. En premier lieu, un archétype pour l’explication de la ségrégation comme résultat des décisions individuelles, le modèle de ségrégation de l’économiste Schelling, est analysé via des méthodes empruntées à la physique statistique. Le point fort du modèle résulte dans l’émergence de structures ségrégatives qui ne sont pas la traduction directe des préférences individuelles. Un diagramme de phase est construit, les phases sont interprétées dans un contexte socio-économique. De plus, un lien entre ce modèle et un modèle de spins, le modèle de Blume-Emery-Griffiths, est mis en évidence. Ce lien est ensuite utilisé pour étendre le modèle de ségrégation en version ouverte. L’introduction des flux migratoires externes se fait ainsi via un potentiel chimique, vu comme une mesure de l’attractivité du réseau-ville. De cette ouverture du système naît une ségrégation par formation d’espaces vides entre les agents différents. Enfin, un modèle de marché du logement est élaboré en utilisant les notions d’attractivité et de préférences individuelles. L'état stationnaire résolu analytiquement par approximations successives montre un bon accord avec les simulations. Une zone de mixité sociale est mis en évidence dans les simulations. De plus, les simulations reproduisent des phénomènes observés dans les transactions immobilières de Paris : des fluctuations intenses des prix au centre contre une tendance à l’homogénéisation à la périphérie

Les mécanismes à cinématique parallèle redondante sont des mécanismes parallèles auxquels a été ajoutée une branche cinématique, ou plus, dans le but d'améliorer leurs propriétés mécaniques. De nouvelles méthodes d'étalonnage sont développées dans cette thèse afin de prendre en compte les spécificités liées à la redondance d'actionnement. Les méthodes d'étalonnage utilisant des modèles géométriques sont d'abord testées. Cependant, les méthodes d'étalonnage géométriques ne prennent pas en compte les déformations élastiques dues aux contraintes internes liées à la redondance. Des méthodes de modélisation qui prennent en compte la géométrie du mécanisme ainsi que la rigidité des éléments sont donc développées pour améliorer la précision de l'étalonnage. Avec de telles méthodes, il est possible de déterminer la position de l'outil des mécanismes à redondance d'actionnement à partir de paramètres géométriques et élastiques et de la position de tous les actionneurs
Redundant parallel kinematic machines are parallel mechanisms to which one or more kinematic branch is added in order to improve their mechanical properties. New calibration methods are developed in this thesis in order to deal with the particularities related to the actuation redundancy. First, calibration methods using geometrical models are tested. Geometrical calibration methods, however, do not take into account the elastic deformations due to the internal constraints related to the redundancy. Modeling methods are then developed that take into account the geometry of the mechanism as well as the stiffness of its elements to improve the accuracy of the calibration. With such modeling methods, it is possible to determine the tool-center-point position for redundantly actuated parallel mechanisms from geometrical and stiffness parameters and given positions for all actuators

Le problème de satisfaisabilité booléenne consiste à trouver une solution à une formule propositionnelle. Ce problème NP-complet peut modéliser une grande variété de problèmes couvrant la planification, la vérification formelle, etc. Dans la pratique, de nombreux systèmes présentent des symétries ce qui permet de raisonner sur une abstraction quotient de l'espace de recherche, et réduire exponentiellement l'espace de recherche dans les cas favorables. Dans cette thèse, nous explorons comment exploiter les symétries pour améliorer les solveurs SAT. Les approches existantes pour exploiter les symétries dans la résolution SAT, consistent à calculer les symétries du problème puis à générer des "prédicats de rupture de symétrie statique" (sbp) qui s'ajoutent au problème, obligeant le solveur à adopter un seul représentant pour chaque classe d'équivalence. Le problème avec cette approche est que les contraintes supplémentaires peuvent surcharger le solveur. La première contribution de cette thèse appelée CDCL[sym] est un algorithme, qui n'introduit ces sbps que de manière opportuniste au fur et à mesure que le solveur progresse. Une deuxième approche pour exploiter les symétries consiste en ce qu'on appelle la rupture de symétrie dynamique qui s'intéresse à la propagation symétrique des deductions du solveur. Cette approche résout certains modèles que la rupture de symétrie statique ne peut résoudre, et vice-versa. Dans notre deuxième contribution de cette thèse, nous combinons cette stratégie avec la précédente permettant la propagation à la volée de déductions symétriques tout bénéficiant des avantages de CDCL[sym]
Boolean satisfiability (SAT) solves the problem of finding a solution to a propositional Boolean formula. This NP-complete problem can model a wide variety of industrial and academic problems covering planning, formal verification, logic optimization... Many systems in practice exhibit symmetries, that can allow to reason on a quotient abstraction of the search space that can be exponentially smaller than the full search space in favorable cases. In this thesis, we explore how to exploit symmetry to improve the performance of SAT solvers. Existing approaches to exploit symmetries in SAT solving, consist in computing the symmetries of the problem then generating so-called static "symmetry breaking predicates" (sbps) that are added to the problem, forcing the solver to adopt only one representative for each equivalence class. The problem with this approach is that the number of additional constraints can be larger than the original system, and may overload the solver. The first contribution of this thesis called CDCL[sym] is a novel lightweight and dynamic algorithm, that only introduces these additional sbps opportunistically as the solver progresses. A second approach to exploit symmetries consists in so-called dynamic symmetry breaking that is concerned with symmetric propagation of the deductions of the solver when possible. This approach solves some models that static symmetry breaking cannot solve, and vice-versa. In our second contribution of this thesis, we combine this strategy with the previous approach, enabling for the first time on the fly propagation of symmetric deductions while still gaining the benefits of CDCL[sym]

Ce travail traite des outils d'aide a la conception de robots a locomotion articulee. Les differentes analyses statique, cinematique et dynamique d'un systeme mecanique constitue de chaines cinematiques complexes y sont developpees. Dans un premier temps, une structure minimale de robot a pattes est determinee a travers des criteres tels que la stabilite, l'isostatisme, la commandabilite, la mobilite globale et relative. . . L'analyse des configurations singulieres instantanees du mecanisme et la determination du domaine atteignable de la plate-forme constituent les criteres de choix des liaisons actives et passives. Ces deux aspects d'analyses etant menes a partir de l'expression de la matrice jacobienne inverse calculee a l'aide de la theorie du vissage. La seconde partie de ce travail concerne la modelisation dynamique. A l'aide du formalisme iteratif de newton-euler deux modeles dynamiques sont etablis. Le modele direct: outil necessaire a la simulation du comportement dynamique qui resulte des lois temporelles de couples exerces sur les liaisons. Ce modele integre les perturbations dues a la collision d'une patte avec le sol. Le modele inverse: calcul des couples necessaires pour la realisation d'une loi de mouvement de la plate-forme. Ces travaux ont par ailleurs fait l'objet du developpement d'un logiciel de simulation

Ce travail traite des méthodes numériques pour la simulation des interactions fluide/structure. Ll peut être utilisé en réponse aux nouveaux besoins d’outils pour la prédiction du flottement; sur l'ensemble du domaine de vol des constructeurs d’avions de transport. Les simulations couplées nécessitent un solveur aérodynamique efficace, une méthode de déformation de maillage et la connaissance du comportement de la structure aux efforts aérodynamiques. La performance de ces éléments de base dans chacun de ces domaines représente une première étape pour les simulations d'interactions fluide/structure. Une partie de cette étude a consisté à adapter ou à créer les outils pour chacune des fonctionnalités élémentaires. Le solveur aérodynamique elsA a été modifié afin de réaliser des simulations instationnaires précises, robustes et rapides avec la formulation ALE. Un algorithme de déformation de maillage robuste et efficace a été développé. Finalement, dans l'optique de la démonstration des capacités aéroélastiques d’elsA, des modeles de structure simple ont été implémentés. Après une phase de vérification et de validation sur des cas académiques, la validation industrielle a pu débuter. Les différents outils ont été testés sur des applications industrielles telles que des simulations instationnaires sur configurations complexes ou des déformations de maillage d’avions complets. Les bonnes performances des différents outils ont permis de réaliser des prédictions de flottement avec la méthode P-K sur des configurations industrielles. De plus, au cours de ce travail sur les interactions fluide/ structure dynamiques, le programme AWIATOR a donné l'opportunité d’appliquer les méthodes au domaine des simulations fluide/structure statiques. Ce document se termine avec la présentation des simulations réalisées dans ce cadre là.

Cette thèse traite de l'étude des caractéristiques statiques et dynamiques des paliers à air à multiples orifices. Grâce à la méthode des éléments finis, plusieurs géométries de palier ont pu être calculées en utilisant l'équation de Reynolds. Les régimes aérostatique et hybride ont été pris en compte. L'influence des paramètres géométriques et des conditions d'écoulement sur les performances de sustentation des paliers a été étudiée. Une expérimentation a été entreprise pour tester des patins circulaires alimentés différemment (avec des orifices ou (et) une rainure ou une paroi poreuse) ; les caractéristiques statiques ont été comparées pour chaque forme d'alimentation, et une analyse modale a fait l'objet d'une discussion sur les réponses en fréquence obtenues. L'analyse par MEF de la stabilité d'un palier de butée, d'un palier cylindrique et d'un palier hémisphérique a été effectuée grâce à l'obtention des réponses temporelles en épaisseur de film et en effort de charge. Deux applications à la conception ont été étudiées, l'une pour un plateau tournant et l'autre pour une broche d'usinage.

L'objectif de ce travail est de definir de nouveaux concepts et de concevoir des outils logiciels pour l'aide a l'analyse des resultats de simulations de procedes continus en regime permanent. L'auteur montre que l'aide sera d'autant plus efficace que la structuration de l'information sera proche de la vision de l'utilisateur. Ainsi, dans une premiere partie, une synthese bibliographique des modelisations orientees utilisateur et des outils d'aides existants, tels qu'interfaces graphiques ou systemes experts, est effectuee. La modelisation proposee repose sur trois concepts generaux : l'agregation, le modele fonctionnel et le chemin. L'agregation, qui autorise differents niveaux d'abstraction, est appliquee aux elements constitutifs d'un procede : appareils, courants de matiere et d'energie et constituants. Les modeles fonctionnels ont pour objectif d'etudier le procede d'apres les fonctions qu'il doit remplir. Deux fonctions principales ont ete identifiees : reagir et separer ; leur modeles fonctionnels et les criteres d'evaluation associes ont ete developpes. Utilises conjointement, les concepts d'agregation et de modeles fonctionnels permettent de degager les roles respectifs des elements ou agregats d'un procede. Quant au chemin, il consiste a suivre l'evolution d'un constituant ou d'une propriete physique le long des courants du procede. Ce concept permet une vision du procede par constituant ou par propriete et non plus uniquement par courant. Les outils developpes, sur la base des elements de modelisation proposes, sont la visualisation et la verification de contraintes. La visualisation fournit une representation graphique du fonctionnement du procede. La verification de contraintes consiste en la comparaison des resultats de la simulation avec un type de fonctionnement attendu du procede, tels que le respect de normes et la satisfaction d'objectifs globaux. Les concepts et les outils proposes, leur complementarite et leurs utilisations et interets specifiques pour l'analyse des resultats sont illustres au travers d'exemples et d'un logiciel prototype.

La conception des bâtiments à faible consommation d'énergie est devenue un enjeu très important dans le but de réduire au maximum la consommation d'énergie et les émissions de gaz à effet de serre associées. Pour y arriver, il est indispensable de connaître les sources potentielles de biais et d'incertitude dans le domaine de la modélisation thermique des bâtiments d'un part, et de les caractériser et les évaluer d'autre part.Pour répondre aux exigences courantes en termes de fiabilité des prévisions du comportement thermique des bâtiments, nous avons essayé dans le cadre de cette thèse de quantifier les incertitudes liés à des paramètres influents, de proposer une technique de diagnostic de l'enveloppe, propager les incertitudes via une méthode ensembliste sur un modèle simplifié et puis proposer une démarche permettant d'identifier les paramètres de modélisation les plus influents et d'évaluer leur effet sur les performances énergétiques avec le moindre coût en termes de simulations.

Les systèmes électrotechniques complexes tels qu'une chaîne électromécanique sont formés de plusieurs éléments de natures différentes (convertisseurs statiques, machines, charge. . . ), qui interagissent de manière étroite. Ce travail a pour but d'étudier ces interactions,en se limitant au cas des perturbations harmoniques, et, de choisir, voire ,d'élaborer les Outils de calcul les mieux adaptes en vue de l'analyse puis de l'optimisation globale des systèmes. Une solution consiste à employer des moyens de simulation et de calcul spectral lourds, tant en durée qu'en volume à stocker, mais elle n'aide guère la compréhension des phénomènes et la validité des résultats est incertaine. C'est pourquoi, il est nécessaire de chercher à simplifier les calculs et/ou les modèles, et à construire des procédures systématiques d'analyse des phénomènes. Une telle approche implique la décomposition modulaire du système en sous-ensembles fonctionnels ou physiques, puis la détermination des interactions à étudier. En conséquence de quoi, un modèle est choisi pour chacun des sous-ensembles et pour son environnement. Enfin l'outil de calcul le mieux adapté à l'application doit être défini. Une méthode d'analyse harmonique capable de prendre en compte les interactions bilatérales entre la source, le convertisseur et la machine est proposée. Elle offre une grande précision et permet de montrer, dans le cas étudié, que les interactions sont faibles et que le modèle global,utilisé peut être simplifié. La méthode est aussi appliquée à un exemple d'étude de compatibilité électromagnétique,et permet alors de réduire sensiblement le volume des 'calculs. Loin d'aborder encore le problème de l'optimisation, cette thèse représente un premier pas vers une approche généralisée de l'analyse globale des systèmes complexes dans un volume de calcul minimisé
Elements (static converters, machine, load,. . . ), closely interacting. This work attempts to study such interactions considering harmonic disturbanc,es, and to determine, or build the best compUtation tools for analysis and further 'optimisation of the systems. The common solution consists inusing heavy simulation programs and spectra computation algorithms. But it is too time and memory consuming; it does not help much in understanding the phenomena, and the validity of the. Results is questionable. That is why simplified models and optimised procedures must be looked for, to analyse the phenomena. Such anapproach implies the system to be civided in elements, using functionnal or physical criteria. Then the interactions to study must be defined, and consequently a model chosen for each of the elelements and,its environment. Finaly, the best calculation tool must be chosen. An harnonic analysis method, able to take into account mutual interactions between source, converter and machine is proposed. It provises a gread precision. It the case under study, it has been shown that the interactjons are not significant and that the global model can be simplified. The method is also applied to an example of electromagnetic compatibility. In this case, time and memory consumption are significantly reduced. The optimisation problem has not been faced yet, but this work presents a first step towards a generalised scheme for complex systems analysis, in a minimised computation volume.

La réutilisation est une pratique courante lors du développement de logiciel. Bien souvent, cette réutilisation se fait à travers l’utilisation des librairies. Cette dernière met ses fonctionnalités à disposition des développeurs en utilisant les Interfaces de Programmation d’Application (API). En théorie, les développeurs qui utilisent les API n’ont pas forcément besoin de se préoccuper de comment les éléments internes de cette API fonctionnent. En effet, les API mettent leurs fonctionnalités à disposition des développeurs sans forcément dévoiler ce qui se passe à l’interne. Cependant, pour utiliser correctement une API il est nécessaire de respecter des contraintes d’utilisation qui sont à la fois implicites et explicites ainsi que des modèles d’utilisation. L’usage des librairies et des API est très commun dans le domaine du développement de logiciel. Cela permet aux développeurs d’utiliser les fonctionnalités proposées par l’API et ainsi de se concentrer directement sur la tâche qu’ils doivent effectuer. Toutefois, apprendre et se familiariser avec les contraintes d’usage des API sont des tâches ardues et exigent un effort cognitif considérable de la part du développeur. Les chercheurs ont tenté de corriger ce problème en étudiant les modèles d’utilisation et en analysant les traces d’utilisation de code client pour s’assurer de leurs conformités. Néanmoins, les analyses dynamiques ne sont pas possibles pendant les phases précoces de développement du logiciel, car cela requiert une implémentation minimum et l’exécution du code. Nous proposons l’outil Temporal Usage PAttern Checker (Tupac). Une approche basée sur l’analyse statique interprocédural pour vérifier la conformité du code client aux modèles d’utilisation pendant la phase de développement. Tupac peut être déployé dans un envi- ronnement de développement (IDE) et ainsi fournir des informations relatives à l’utilisation des API plus tôt pendant la phase de développement du logiciel. Nous avons évalué notre approche sur quatre projets Java avec quatre API. Les résultats ont démontré que Tupac a une bonne précision et un taux de rappel intéressant. De plus, nous avons pu conclure qu’en moyenne cela prend une demi-seconde pour vérifier la confor- mité d’un patron pour un projet tout entier. Cela démontre que Tupac peut être déployé dans un rythme de codage régulier.
In modern software development, reuse takes the form of using libraries that expose their functionality via Application Programming Interfaces (APIs). In theory, APIs allow developers to write client code that reuses library code without needing to know its internals. In practice, correctly using APIs requires respecting explicit and implicit constraints and usage patterns. This allows developers to use functionality proposed by API so that they can focus directly on the task they want to achieve. APIs require a significant effort from the developer to learn various usage constraint. Ignoring such patterns could lead to errors and design flaws. These often cannot be detected prior to integration and system testing. Researchers have attempted to solve this problem by extracting API usage patterns and analyzing client code traces for conformance. However, dynamic analysis is still impossible to perform early without a minimum of integration and execution. We propose the Temporal Usage PAttern Checker (Tupac) for API, an interprocedural static analysis approach that can verify that client code conforms to temporal API usage patterns as it is being developed. Tupac can be deployed inside an Integrated Development Environment (IDE), thus providing developers with feedback about API usage much earlier in the development process. We evaluated the effectiveness of our approach on four projects with four different APIs. Our evaluation shows that Tupac has good precision and interesting recall. Crucially, we also show that it takes, on average, half a second to check an entire project for conformance to a pattern, meaning that it can realistically be deployed in the regular coding rhythm

Cette thèse a été faite sous la tutelle de Jean Proulx et R. Karl Hanson. Elle a évaluée par un jury composé de Franca Cortoni, Jean Proulx, R. Karl Hanson, Jean-Pierre Guay et Howard E. Barbaree. Suite à la soutenance, la thèse a reçu la mention "exceptionnelle", a été recommandée à la liste d'honneur du doyen et a été soumise pour le prix de la meilleure thèse de la FESP 2017.
Les outils actuariels servant à évaluer le risque de récidive criminelle des agresseurs sexuels ont souvent été critiqués pour leurs fondements « athéoriques ». En effet, ces derniers ont été constitués en rassemblant les caractéristiques les plus fortement associées à la récidive, sans qu’une théorie ne les unisse à priori. Si cette méthode a assuré une bonne validité prédictive à ces instruments, elle leur a insufflé très peu de résonnance clinique; plusieurs professionnels n’y voient qu’une liste de corrélats statistiques vides de sens. La présente thèse a entrepris de relativiser ces critiques en appliquant des modèles de facteurs latents aux différents items des outils actuariels. Les modèles de facteurs latents postulent que les comportements manifestes (observables) d’un individu renseignent sur ses caractéristiques psychologiques latentes (non observables) – de la même manière que les symptômes d’une maladie permettent d’inférer sa présence chez un patient. Puisque les items des outils actuariels correspondent à divers comportements ou caractéristiques criminogènes manifestes, il devrait être possible de les rassembler en dimensions pour identifier les principaux construits psychologiques latents associés à la récidive des agresseurs sexuels. Les articles de la présente thèse ont donc proposé d’identifier les dimensions de la Statique-99R et de la Statique-2002R, la famille d’outils actuariels pour agresseurs sexuels la plus utilisée mondialement. Trois dimensions ont été extraites par analyse factorielle : 1) la persistance dans les délits sexuels/paraphilies sexuelles, 2) la délinquance générale et 3) le jeune âge/victimes sexuelles non familières. La première dimension était exclusivement associée à la récidive sexuelle, tandis que les deux dernières étaient associées à tous les types de récidives. Leur validité convergente a ensuite été explorée afin d’évaluer à quelles caractéristiques psychologiques ces dernières référaient. La persistance/paraphilie a convergé avec des indicateurs d’intérêts sexuels déviants non coercitifs, alors que la délinquance générale a convergé avec une constellation de traits antisociaux. Finalement, le jeune âge/victimes sexuelles non familières a convergé avec l’intention claire de blesser ses victimes. Ces résultats ont mené au développement d’un modèle tridimensionnel du risque de récidive des agresseurs sexuels ayant plusieurs implications pratiques pour le domaine. D’une part, les outils actuariels gagneraient à utiliser des scores dimensionnels plutôt que des scores totaux. Par exemple, en retirant la dimension de persistance/paraphilie de la Statique-99R/2002R, il est possible de prédire efficacement la récidive violente non sexuelle et non sexuelle non violente des agresseurs sexuels, ce que l’instrument ne permettait pas précédemment. D’autre part, la connaissance des grandes dimensions de facteurs de risque est susceptible d’aider les évaluateurs à choisir et intégrer plusieurs mesures actuarielles. Cela se révèle particulièrement pertinent lorsque deux mesures du risque divergent, malgré qu’elles aient été conçues pour la même population. Finalement, nos résultats indiquent que les facteurs de risque statiques sont susceptibles de renseigner (imparfaitement) la pratique clinique quant aux besoins criminogènes des agresseurs sexuels. Bien que nous ne suggérions aucunement de substituer cette pratique à la cotation d’outils actuariels de troisième génération, elle pourrait se révéler pertinente pour les établissements n’ayant pas les ressources nécessaires pour coter de tels instruments. Au plan théorique, le modèle tridimensionnel comporte plusieurs avantages par rapport aux modèles à deux dimensions, traditionnellement constitués de la déviance sexuelle et de la délinquance générale/psychopathie (ex. : Doren, 2004). D’une part, les données empiriques supportent clairement la présence de trois dimensions du risque de récidive des agresseurs sexuels, et non deux. D’autre part, la troisième dimension permet d’intégrer une nuance importante au modèle, soit la distinction entre les intérêts sexuels déviants par leur objet de désir (ex. : pédophilie) et les intérêts sexuels déviants par leur aspect coercitif (ex. : sadisme sexuel). Cette distinction est primordiale, dans la mesure où ces intérêts sexuels ne prédisent pas les mêmes types de récidives. Finalement, notre modèle s’intègre au modèle étiologique du risque de Beech et Ward (2004), qui, lorsque complètement validé, pourra donner lieu à des efforts de prévention – une denrée rare dans le domaine.
Actuarial scales for the prediction of sexual violence have been criticised because they are purely based on atheoretical correlates. Therefore, they are unlikely to provide clinical and theoretical insight on the psychological traits and mechanisms that underlie criminal recidivism. However, according to latent variable models commonly used in psychology, patterns of behavior, thought, and emotion are caused by latent psychological constructs, such as extraversion and neuroticism. Because static and stable risk factors in actuarial scales are mostly behavioral, it should be possible to use them to infer the major psychological constructs responsible for recidivism risk. The current thesis applied latent variable models to nonredundant items from the Static-99R and Static-2002R, the two most commonly used risk tools for sexual offenders. Three dimensions were identified: 1) persistence in sexual crimes/paraphilia, 2) general criminality, and 3) youthful stranger aggression. To understand the psychological meaning of these dimensions, convergent and predictive validity analyses were conducted. Results indicated that persistence/paraphilia was related to dysregulation of sexuality towards atypical objects, without intent to harm, while general criminality was related to antisocial traits. Finally, youthful stranger aggression was related to a clear intent to harm victims. All three constructs predicted sexual recidivism with similar accuracy, but only general criminality and youthful stranger aggression predicted nonsexual recidivism. These results suggest that a tridimensional model of sexual offender risk is viable. That model has numerous practical implications. First, actuarial scales should sort items by constructs rather than rely on total scores. Total scores focus the predictive utility of risk scales to the specific outcome for which they were developed (usually sexual recidivism). When constructs are known, it is possible to improve the prediction of other outcomes by removing constructs unrelated to each of these new outcomes (e.g., removing sexual criminality items to improve the prediction of nonsexual recidivism). Second, construct-level approaches facilitate the integration of potentially conflicting risk scales. By understanding the constructs assessed by each scale, an evaluator can deduce which measures should be combined, and which should not. Finally, static risk constructs significantly correlate with psychological features that are found in dynamic risk scales. Consequently, scales composed entirely of static risk factors could – albeit imperfectly – inform the treatment needs of sexual offenders. These results could assist settings lacking the resources to implement dynamic risk tools. The tridimensional model also has theoretical implications. First, our model showed better statistical fit than classical two factor models based on sexual deviance and psychopathy (e.g., Doren, 2004), suggesting that there are more than two substantive dimensions related to sexual offender recidivism risk. Second, the presence of a third factor enabled an important distinction between noncoercive (e.g., fixated pedophilia) and coercive (e.g., sexual sadism) deviant sexual interests. Such a distinction is particularly relevant in the field of risk assessment, because they do not predict the same types of recidivism. Finally, our model can be integrated in Beech and Ward’s (2004) etiological model of risk, which, once fully validated, could enable primary and secondary prevention efforts.

Les outils de programmation sont des programmes informatiques qui aident les humains à programmer des ordinateurs. Les outils sont de toutes formes et tailles, par exemple les éditeurs, les compilateurs, les débogueurs et les profileurs. Chacun de ces outils facilite une tâche principale dans le flux de travail de programmation qui consomme des ressources cognitives lorsqu’il est effectué manuellement. Dans cette thèse, nous explorons plusieurs outils qui facilitent le processus de construction de systèmes intelligents et qui réduisent l’effort cognitif requis pour concevoir, développer, tester et déployer des systèmes logiciels intelligents. Tout d’abord, nous introduisons un environnement de développement intégré (EDI) pour la programmation d’applications Robot Operating System (ROS), appelé Hatchery (Chapter 2). Deuxièmement, nous décrivons Kotlin∇, un système de langage et de type pour la programmation différenciable, un paradigme émergent dans l’apprentissage automatique (Chapter 3). Troisièmement, nous proposons un nouvel algorithme pour tester automatiquement les programmes différenciables, en nous inspirant des techniques de tests contradictoires et métamorphiques (Chapter 4), et démontrons son efficacité empirique dans le cadre de la régression. Quatrièmement, nous explorons une infrastructure de conteneurs basée sur Docker, qui permet un déploiement reproductible des applications ROS sur la plateforme Duckietown (Chapter 5). Enfin, nous réfléchissons à l’état actuel des outils de programmation pour ces applications et spéculons à quoi pourrait ressembler la programmation de systèmes intelligents à l’avenir (Chapter 6).
Programming tools are computer programs which help humans program computers. Tools come in all shapes and forms, from editors and compilers to debuggers and profilers. Each of these tools facilitates a core task in the programming workflow which consumes cognitive resources when performed manually. In this thesis, we explore several tools that facilitate the process of building intelligent systems, and which reduce the cognitive effort required to design, develop, test and deploy intelligent software systems. First, we introduce an integrated development environment (IDE) for programming Robot Operating System (ROS) applications, called Hatchery (Chapter 2). Second, we describe Kotlin∇, a language and type system for differentiable programming, an emerging paradigm in machine learning (Chapter 3). Third, we propose a new algorithm for automatically testing differentiable programs, drawing inspiration from techniques in adversarial and metamorphic testing (Chapter 4), and demonstrate its empirical efficiency in the regression setting. Fourth, we explore a container infrastructure based on Docker, which enables reproducible deployment of ROS applications on the Duckietown platform (Chapter 5). Finally, we reflect on the current state of programming tools for these applications and speculate what intelligent systems programming might look like in the future (Chapter 6).