Добірка наукової літератури з теми "Systèmes adaptatifs (technologie)"

L’optique adaptative (OA) est aujourd’hui une technologie bien connue des designers de systèmes optiques. C’est peutêtre parce qu’à première vue, elle paraît magique. Une image floue entre dans le système d’OA et en ressort nette !

Perroux s'intéressait aux travaux de Prigogine, un des fondateurs de la pensée complexe. Ce dernier avait introduit la notion de structure dissipative auto-organisatrice dans les systèmes thermodynamiques irréversibles loin de l'équilibre. Un système est complexe s'il peut être compris au moyen de la pensée complexe telle que définie par Morin et, à condition d'être représentable mathématiquement, s'il est doté d'une dynamique complexe au sens mathématique du mot. Cette dynamique complexe correspond aux propriétés asymptotiques (par application de la loi des grands nombres et existence de points fixes) d'un système d'équations différentielles déterministes auquel est donnée une interprétation stochastique tant par Prigogine en thermodynamique que par Arthur en science économique. Tout comme Perroux, Arthur examine des situations de rendements croissants sujettes à effets de rétroaction positive et à effets de réseau. Ces situations permettent de rendre compte de l'évolution de la technologie et de la localisation de l'activité économique parmi d'autres phénomènes. Dans le cadre de l'économie évolutive, Kaufman étudie la connectivité du tissu mouvant des relations économiques par le truchement des paysages d'aptitudes tandis que Holland étudie ces relations par le truchement d'algorithmes génétiques. Ces situations permettent de rendre compte de la multiplicité des usages de nouveaux produits et de leur combinaison avec des produits déjà existants ainsi que des stratégies adaptatives à leur égard.

Le développement de la technologie éolienne à vitesse variable et à fréquence constante est devenu un domaine d'intérêt majeur aujourd'hui pour la production de l’énergie électrique. Ce travail est une contribution à l'étude de la génération de ce type d'énergie. Le système présenté ici est basé sur une machine asynchrone à double alimentation (MADA) relié au réseau de fréquence constante. Une commande vectorielle basée sur l’orientation du flux statorique de la machine est appliquée pour contrôler indépendamment les puissances active et réactive entre le stator et le réseau. Le contrôleur proposé génère les tensions de référence rotoriques nécessaires pour garantir leurs valeurs souhaitées. Dans cet article, afin de contrôler les deux puissances active et réactive, une étude comparative a été faite entre trois types de régulateurs (PI classique, flou et PI adaptatif par la logique floue) pour évaluer leurs performances en régimes dynamique et statique. L’ensemble du système éolien et sa commande ont été modélisés et simulés par Matlab. Les résultats montrent que, la commande PI adaptative proposée permet d'obtenir des performances de contrôle nettement améliorées, surtout par rapport à la commande PI conventionnelle.

Les nouvelles technologies, notamment financières ( fintechs et quasi-fintechs ), ne portent pas en elles-mêmes un positionnement moral défini. Cependant, leur usage, dans des contextes particuliers, tend à révéler leur impact potentiel sur les sociétés dans lesquelles elles sont utilisées. Cet article analyse des cas d’usage de technologies, notamment financières, dans le cas de la guerre en Ukraine, et montre comment celui-ci fait émerger l’étendue des potentialités d’usage de celles-ci, hors de ce qui est prévu (ou désiré) par leurs créateurs. Ce faisant, il montre que la nature multiforme, adaptative, malléable et générative de ces technologies conduit à une négociation constante de leur usage au niveau de l’ensemble des acteurs impliqués (utilisateurs, développeurs, régulateurs…). Ces exemples montrent que cet usage contribue à alimenter des systèmes de gouvernance polycentriques.

Une approche holistique des questions environnementales met en lumière les limites atteintes par l’utilisation des égouts pour éloigner les excrétats humains des espaces habités. Les mégapoles, en particulier, sont aujourd’hui exposées à des enjeux aigus et encore méconnus. Dans un contexte de changements globaux majeurs auxquels l’assainissement doit faire face, une si grande concentration de population met le modèle classique de l’assainissement sous tension. À la saturation récurrente des systèmes d’assainissement centralisés, s’ajoute une empreinte élevée en matière de dépense énergétique, d’émissions de gaz à effet de serre et souvent de pollution des milieux aquatiques. Pourtant, ces excrétats, gérés séparément, pourraient être utilisés comme matières fertilisantes : leur utilisation agricole permet de sortir d’une logique de dépollution des excrétats et de créer un mutualisme entre territoires urbains et agricoles, ces derniers bénéficiant alors de matières fertilisantes pérennes, locales et non fossiles. À partir du cas de l’agglomération parisienne, nous proposons une analyse transversale des opportunités actuelles de mise en oeuvre de filières de séparation à la source en contexte de grande concentration urbaine. Plus spécifiquement, nous nous intéressons aux freins et leviers techniques, organisationnels, économiques, en vue de la production de fertilisants à partir des excrétats humains et en particulier des urines, dans de bonnes conditions sanitaires et agronomiques. Nous montrons l’accumulation d’éléments de démonstration quant aux limites du système d’assainissement actuel et la nécessité d’un changement de paradigme. Persiste, nonobstant, une difficulté à mettre en place des projets pilotes (freins politiques, socioculturels, économiques, réglementaires et techniques, exacerbés dans le contexte d’une mégapole). Toutefois, une dynamique récente s’observe, avec des projets qui émergent en marge de la fabrique urbaine. Un facteur clé de leur réussite tient à leur adaptation aux différentes configurations territoriales. Portés par des individus et collectifs aux trajectoires spécifiques, ceux-ci laissent entrevoir une capacité à inventer de nouveaux dispositifs sociotechniques de gestion des excrétats humains.

Alors que l’invention peut se définir comme la découverte d’un principe, l’innovation peut être définie comme l’adoption de ce principe par une population (1, 2, 3, 17). En Afrique de l’Ouest, la grande majorité des inventions et leur traduction fréquente en propositions techniques de la recherche pour intensifier les systèmes mixtes agriculture-élevage ont été peu ou n’ont pas été intégrées dans les systèmes de production (11, 13, 14, 18, 21, 23). Ce constat d’échec a amené la recherche à s’interroger sur ses démarches de conception et d’évaluation de ses propositions et à impliquer davantage les acteurs de terrain dans la formulation des problèmes et l’élaboration des solutions dans le cadre de recherches participatives (5, 8, 10, 12, 15, 16). L’analyse des facteurs d’adoption des inventions constitue un premier champ au sein des méthodes d’évaluation existantes. L’objectif est d’identifier les facteurs économiques, institutionnels, structurels ou sociotechniques qui favorisent le passage de l’invention à l’innovation (4, 20). Des outils de modélisation peuvent aussi être utilisés pour analyser le profil des populations susceptibles d’adopter telle ou telle technologie (7, 24). Les méthodes de diagnostic des impacts de la recherche constituent un deuxième champ d’évaluation. Il s’agit d’analyser les effets, prévus ou non, des propositions de la recherche quand elles sont expérimentées sur le terrain ou adoptées (19). La modélisation peut là encore s’avérer un outil puissant pour explorer les impacts potentiels des propositions de la recherche avant leur mise en oeuvre effective au sein des systèmes de production (6, 9, 22). L’objectif de ce numéro thématique est de passer en revue différents travaux sur l’évaluation des propositions de la recherche, récemment réalisés en zone agropastorale d’Afrique de l’Ouest, afin de définir comment concevoir et évaluer des innovations dans cette région. Les contributions se basent sur différentes études menées non seulement dans le domaine de la production et de la santé animales mais aussi dans celui des productions végétales intimement liées à l’élevage dans les systèmes mixtes étudiés. Elles abordent également la gestion socio-économique des exploitations et, en particulier, intègrent les projets des producteurs. Cette diversité de terrains et d’approches permet d’enrichir la réflexion sur les méthodes d’évaluation des innovations dans les systèmes d’élevage et dans les systèmes agro-sylvo-pastoraux de cette région. Les trois premiers articles s’intéressent aux facteurs d’adoption des produits de la recherche. Bouyer et coll. analysent les facteurs ayant joué sur l’adoption d’une nouvelle méthode de lutte sanitaire acaricide en milieu paysan au Burkina Faso. Ngondjeb et coll. étudient les facteurs d’adoption de techniques de lutte contre l’érosion hydrique des sols en zone cotonnière du Cameroun. Dans des contextes de changements socio-économiques induisant des stratégies adaptatives de producteurs camerounais, Pedelahore et coll. s’interrogent sur la place de processus d’intensification promus par la recherche. Ces méthodes fournissent des pistes pour mieux caractériser la diversité des besoins et des contraintes des populations cibles. Les autres travaux concernent surtout les méthodes d’évaluation des impacts de la recherche. Ces évaluations sont prospectives pour deux articles : les travaux de Dabire et coll. explorent les impacts potentiels de la prévision saisonnière des pluies sur les performances économiques des exploitations familiales burkinabés ; ceux de Deffo et coll. évaluent les effets de différents systèmes de culture sur la durabilité des exploitations. L’article de Sempore et coll. combine évaluation prospective et évaluation ex post, respectivement avant et après l’expérimentation d’ateliers d’embouche chez des agroéleveurs. Trois articles analysent a posteriori les impacts de propositions expérimentées ou adoptées par les producteurs : Blanchard et coll. mesurent l’impact de l’utilisation raisonnée de la fumure organique au champ sur les rendements et les revenus de producteurs burkinabés ; Fokou et coll. explorent les liens entre, d’une part, les innovations technologiques et organisationnelles et, d’autre part, les relations de pouvoir dans des systèmes de production laitiers du Mali. Enfin, en s’inspirant d’une méthode expérimentée à la Réunion (France), Vayssières et coll. cherchent à mieux prendre en compte les consommations énergétiques et les émissions de gaz à effet de serre dans les exploitations d’élevage d’Afrique de l’Ouest dans la conception de systèmes agropastoraux plus respectueux de l’environnement. L’objectif global de ces travaux est de consolider les méthodes d’évaluation des impacts de la recherche pour sélectionner les propositions qui contribuent le mieux au développement durable des systèmes agro-sylvo-pastoraux d’Afrique de l’Ouest.

Les Touaregs sont des populations berbères ( amazigh ), organisées en tribus à partir de quatre grands berceaux montagneux, qui constituaient un espace de nomadisation en milieu aride saharo-sahélien. Leur mode de vie et de production varie en fonction des équilibres politiques et écologiques locaux. L’article vise, à travers une approche socio-historique et géopolitique, à analyser les évolutions des systèmes nomades touaregs. Dans un premier temps, nous questionnons le nomadisme traditionnel touareg, les mythes fondateurs d’aires de transhumance ( akal ), de frontières, d’Etat-nation et de Temoust « nation touarègue ». Puis nous appréhendons les profonds bouleversements des modes de vie et de production nomade durant ces dernières décennies. Ainsi, nous analysons comment ces transformations radicales ont engendré le phénomène des ishumar (jeunes désœuvrés et exilés) et un courant politique de résistance ( teshumara ), puisant ses références identitaires dans le nomadisme traditionnel, afin de s’adapter à notre époque (tidawt dazzamazan ). Enfin, nous relevons les mutations présentes ( tamotayt ) de ces sociétés nomades dans un environnement instable où s’active une multiplicité d’acteurs et voyons vers quelles nouvelles formes de « nomadisme hybride » s’orientent les hommes bleus désormais au cœur d’une « zone grise » du monde.

Le développement des environnements numériques d’apprentissage (ENA), en plus de permettre un accès plus facile au savoir pour tous, présente un nouvel éventail de possibilités pédagogiques. Les infrastructures de données intrinsèquement liées aux technologies du Web favorisent l’apprentissage adaptatif et la personnalisation des parcours. C’est le cas de la plateforme en ligne Gérer ma douleur, qui propose un ensemble de ressources pour les personnes souffrant de douleurs chroniques afin de les aider à mieux les gérer. Dans le cadre du développement de cette plateforme, l’équipe de recherche-développement a procédé à l’étude de l’usage de ces infrastructures de données, pour proposer de nouvelles offres et fonctionnalités de façon à soutenir les parcours d’apprentissage. Un module de suivi de parcours d’apprentissage a été développé en partenariat avec de potentiels futurs utilisateurs, en suivant une méthodologie de prototypage rapide. De plus, un système de collecte et d’observation des données d’interactions des utilisateurs avec la plateforme a été mis en place en utilisant la norme xAPI, dans l’optique d’améliorer le fonctionnement du dispositif d’apprentissage et les différentes ressources éducatives.

This paper is focused on reviewing the three key pillars of climate-smart agriculture (CSA) in relation to livestock production (i.e., increased productivity, mitigation of greenhouse gases emissions and adaptation to climate change) while exploring the development intervention options for Nigerian livestock farmers. The most serious impacts of climate change are anticipated in grazing systems because of their dependence on climatic conditions and the natural resource base, and their limited adaptation opportunities. Impacts are expected to be most severe in arid and semi-arid grazing systems at low latitudes, where higher temperatures and lower rainfall are expected to reduce yields on range lands and increase land degradation. The dual pathways of responses between climate change and livestock production activities were depicted in this review. It is of note that climate change as a natural phenomenon works on the principle of causes and effect. The actions and in-actions of man will dictate the type of results obtainable in his immediate environment. Means by which livestock farmers can mitigate the GHGs and adapt to the effect of climate changes were discussed in this paper. Concerted efforts at ameliorating the effect of climate change on livestock production are needed. The smart options for rearing livestock are capable of mitigating the attendant effect of production activities of the stocks, reducing the stress obtainable from altered environment and ensuring food security. Nigeria as a country will need to evolve policies that will ensure promotion and subsequent adoptions of technologies that are smart in terms of increasing productivity of farm animals, reducing emissions of GHG and positively altering the effect of climate change. Cet article se concentre sur l'examen des trois piliers clés de l'agriculture intelligente face au climat (ASC) en relation avec la production animale (c.-à-d. Augmentation de la productivité, atténuation des émissions de gaz à effet de serre et adaptation au changement climatique) tout en explorant les options d'intervention de développement pour les éleveurs nigérians. Les impacts les plus graves du changement climatique sont anticipés dans les systèmes de pâturage en raison de leur dépendance aux conditions climatiques et de la base de ressources naturelles, et de leurs possibilités d'adaptation limitées. Les impacts devraient être les plus graves dans les systèmes de pâturage arides et semi-arides à basses latitudes, où des températures plus élevées et des précipitations plus faibles devraient réduire les rendements sur les pâturages et augmenter la dégradation des terres. Les doubles voies de réponses entre le changement climatique et les activités de production animale ont été décrites dans cette revue. Il est à noter que le changement climatique en tant que phénomène naturel fonctionne sur le principe des causes et des effets. Les actions et les in-actions de l'homme dicteront le type de résultats pouvant être obtenus dans son environnement immédiat. Les moyens par lesquels les éleveurs peuvent atténuer les GES et s'adapter aux effets des changements climatiques ont été discutés dans ce document. Des efforts concertés pour atténuer les effets du changement climatique sur la production animale sont nécessaires. Les options intelligentes pour l'élevage du bétail sont capables d'atténuer l'effet connexe des activités de production des stocks, de réduire le stress résultant de l'altération de l'environnement et d'assurer la sécurité alimentaire. Le Nigéria, en tant que pays, devra élaborer des politiques qui assureront la promotion et l'adoption ultérieure de technologies intelligentes en termes d'augmentation de la productivité des animaux d'élevage, de réduction des émissions de GES et de modification positive des effets du changement climatique.

Abstract Plusieurs industries, telles que les tanneries, la métallurgie, de traitement de surface, etc, produisent des quantités significatives de déchets liquides riches en élément chrome sous sa forme de Cr(VI). Cette étude traite de l'élimination de cette espèce chimique très toxique. Les expériences ont été effectuées en « batch » sous agitation et le matériau utilisé est une boue de station d'épuration biologique après épandage. Plusieurs facteurs physico-chimiques jouent un rôle dans l'efficacité de l'élimination de l'espèce étudiée sur le support choisi. En effet, des observations de l'influence qu'ont sur le processus des facteurs tels que la variation de la concentration initiale du Cr(VI), le rapport solide/solution ainsi que l'apport en oxygène au système permettent de suggérer un mécanisme d'élimination. L'étude a montré qu'il est nécessaire que la flore microbienne présente dans le support s'adapte au milieu auquel elle est soumise. Cette adaptation est d'autant plus importante que les espèces responsables de l'élimination du Cr(VI) sont plus efficaces à des concentrations inférieures à 30 mg/L, avec des taux d'élimination de 100% au bout de 48 heures. Une plus grande efficacité du système fermé et une cinétique d'ordre 1 sont mises en évidence L'utilisation de ce genre de matériau dans le traitement des eaux en général, et des eaux chargées en élément Cr(VI) en particulier, permettrait d'une part la réduction des déchets des stations d'épuration biologique des eaux et d'autre part, l'élimination totale de l'élément toxique Cr(VI) à de faibles concentrations, entraînant ainsi la baisse du coût d'exploitation dans les stations d'épuration de rejets chargés en chrome de certaines industries telle que celle de traitement de surface.

Le travail de cette thèse consiste à étendre les méthodes d'optimisation multicritère à la conception des structures actives, et plus particulièrement à l'emplacement des capteurs et des actionneurs sur une structure mécanique. Les systèmes mécaniques adaptatifs font appel à des régulateurs LQG (Linear Quadratic Gaussien). Les principales matrices du contrôle optimal LQG, sont déterminées par minimisation d'un critère quadratique mais avec en plus des contraintes qui sont prises en compte au cours d'un processus itératif (exemple : l'utilisation des actionneurs au maximum de leurs possibilités conduit à modifier itérativement des rapports spécifiques des pondérations). Nous avons proposé une stratégie originale pour l'optimisation de la matrice de gain du régulateur, en tenant compte des contraintes sur la commande des actionneurs et sur les sorties. Puisqu'il s'agit d'un problème d'optimisation sous contrainte, nous avons choisi un algorithme de recherche de point-selles de type Uzawa. Le choix et le positionnement des actionneurs et des capteurs se fait en fonction bien sûr des objectifs à atteindre mais peut être guidé par quelques idées simples d'une base de connaissance. Nous avons développé une méthode de positionnement optimal des actionneurs basée sur l'approche logique floue. En effet, l'approche logique floue permet la prise en compte de connaissances expertes ainsi que l'introduction facile de règles expertes supplémentaires. Enfin, nous avons indiqué des pistes pour l'emplacement du premier capteur sur la structure active en se basant sur les normes énergétiques de perturbabilités et d'observabilités. Ces travaux ont été appliqués à l'étude d'un panneau en aluminium
The aim of this work is to extend multi-criterion optimisation methods to active structure design, and particularly to the placement of sensors and actuators on a mechanical structure. Adaptive mechanical systems use LQG regulators (Linear Quadratic Gaussien). The main matrices are determined by minimisation of a quadratic criterion and under consideration of some constraints that are used during the iterative process (ex: the use of actuators at the maximum of their possibilities leads to iteratively modify the specific ratio of weight factors). We propose an original strategy for the optimisation of the regulator gain matrix by considering constraints on the actuator control and outputs. Since the problem is an optimisation under constraints, UZAWA algorithm was used to the search of saddle-point. The choice and placement of actuators and sensors are of course made according to the fixed objectives, but it is also leaded by taking into account simple ideas given by an expert system knowledge. Fuzzy logic approach was used to optimise actuators placement. This approach allows the consideration of knowledge given by expert as well as the easy introduction of additional expert rules. Finally, ways to the first sensor placement on the active structure are shown using energetic standards for perturbability and observability. This work was applied to the study of an aluminium panel

L’asservissement visuel est une technique de commande reposant sur des mesures issues d’une caméra. Cette technique est apparue à la fin des années 80 pour contrôler des robots mobiles ou des bras manipulateurs. Depuis peu, l’asservissement visuel est appliqué aux engins volants, pour lesquels ce type de contrôle a un fort potentiel opérationnel. Dans cette thèse, nous nous intéressons à la conception d’asservissements visuels pour deux types d’engins volants : les minidrones à voilures tournantes et les avions. Nous essayons autant que possible de spécifier le problème en termes de régulation dans l’image en prenant en compte des contraintes forte sur la nature des capteurs utilisés. Ainsi nous considérons uniquement les capteurs embarqués, autonomes, et dont la qualité est compatible d’un asservissement précis. Pour cela, nous proposons des lois d’asservissement visuels adaptés à la dynamique des engins considérés, à leurs structures de contrôle et à leurs systèmes de mesures. Pour les minidrones à voilures tournantes, une série de lois de commande est proposée pour stabiliser l’engin relativement à une cible plane dont quelques amers sont détectés en temps réel. Ces commandes ont la particularité de ne pas nécessiter de mesure de vitesse de translation. Caractéristique intéressante puisque cette grandeur est particulièrement difficile à mesurer sans GPS. L’un des algorithmes a été validé en vol sur la plateforme Hovereye de Bertin Technologies, il s’agissait, à notre connaissance du premier asservissement visuel basé image, réalisé en intérieur, sur un minidrone. Pour les engins à voilures fixes une nouvelle technique d’atterrissage autonome basée sur la détection des bords de la piste est proposée. Cette technique est basée image et prend en compte les spécificités du vol d’un avion ainsi qu’une estimation de la vitesse du vent. La validation de cette approche est réalisée sur un simulateur complexe incluant la chaîne de traitement d’image. Enfin, nous avons cherché de nouvelles applications à l’asservissement visuel basé image d’engins à voilures fixes. Une loi de commande permettant une stabilisation précise sur une orbite d’observation a ainsi été synthétisée. Elle repose sur la détection d’un unique amer et du flux optique de translation. Des simulations illustrent les performances de ce dernier algorithme
The visual servo control technology is based on measurements form a camera. This technique appeared in the late 80’s to control mobile robots or manipulators. Recently, visual servoing is applied to flying vehicles, for which this type of control has a strong operational potential. In this thesis, we focus on the design of visual servoing for two types of flying vectors : the VTOL minidrones and fixed-wing aircrafts. We try wherever possible to specify the problem in terms of regulation in the picture by taking into account the limitations of the sensors used. Thus we consider only the onboard sensors autonomous, and whose quality is consistent with a the considered visual servoing tasks. For this, we propose visual servoing laws adapted to the considered systems intheir control structures and their measurement systems. For VTOL minidrones, a series of control laws is proposed to stabilize the vehicle with respect to a relativity flat target which some landmarks are detected in real time. These commands have the distinction of not requiring measurements of the speed of translation. This characteristic is especially interesting, since this variable is particularly difficult to measure without GPS. One of the algorithms has been, validated in fight ion the platform. HoverEye developed by Bertin Technologies, it was, to our knowledge the first image based visual servoing, conducted indoors on a minidrones. For fixed-wing aircrafts, a next autonomous landing technique based on the detection of runway’s edges is proposed. This technique is image based and takes into account the specificities of aircraft flight dynamics. Moreover a specific estimate of cross-wind is proposed. Validation of this approach is performed on a complex simulator which includes images processing. Finally, we sought new applications in image based visual servoing for fixed-wing aircrafts. A control law for precise stabilization on observation orbit has been synthesized. It is based on the detection of a single landmark and translational optical flow. Simulations illustrate the performance of that algorithm

La convergence récente de l'informatique ambiante et des systèmes sensibles au contexte a généré un intérêt important pour les applications qui exploitent des aspects de l'environnement contextuel pour améliorer l'interaction implicite de l'utilisateur, fournir des services adaptables, présenter de l'information pertinente, et gérer des mécanismes d'adaptation. Cependant, en raison du manque et d'absence des solutions techniques génériques capables de couvrir la continuité de l'interaction entre plusieurs espaces d'interaction, la compléxité des besoins, et l'hétérogéneité des dispositifs d'interaction, il demeure très difficile le développement des applications sensibles au contexte et les développeurs doivent traiter éventuellement beaucoup de verrous liées à la représentation, à la détection, à l'interprétation, au stockage, au raisonnement et l'adaptation du contexte. Afin de remédier à cette situation, il y a un besoin de mieux comprendre le processus de conception lié aux applications sensibles au contexte, l'architecture supportant les différentes phases de traitement de contexte, et améliorer l'abstraction de la programmation afin de soulager le prototypage des applications. Cette recherche s'est concentrée sur l'infrastructure logicielle (Framework) permettant les développements d'applications sensibles au contexte. Cette dissertation présente une analyse de l'ensemble des conditions pour le développement des applications contextuelles. Cette analyse nous a permis de proposer un modèle conceptuel basé sur les ontologies sémantiques, une infrastructure logicielle pour le traitement du contexte et un ensemble de bibliothèques. La recherche rapportée ici étudie : comment le contexte peut être acquis, distribué, et utilisé et comment ca permet d'affecter l'interaction homme environnement
The recent convergence of ubiquitous computing and context-aware computing has seen a considerable rise in interest that exploit aspects of the contextual environment to enhance implicit user interaction, offer services, present information, tailor application behavior or trigger adaptation. However, as a result of the lack of generic mechanisms for supporting context-awareness, context-aware applications remain very difficult to build and developers must deal with a wide range of issues related to representing, sensing, aggregating, storing, querying and reasoning of context. In order to remedy this situation, there is a need for better understanding of the design process associated with context-aware applications, architectural support for the entire context processing flow, and improved programming abstractions that ease the prototyping of applications. This research in context-aware computing has focused on the architectural support for context-aware application development. This dissertation presents a set of requirements for context-aware applications, based on wich we designed and implemented our architectural support, including an ontology-based context model, a context-aware architecture (namely Context Aware Explorer) and a set of programming abstractions. This research reported here is investigating : how context can be acquired, ditributed, and used and how it changes human computer interaction in Ubiquitous Computing. The Context Aware Explorer includes common steps required to build context applications (acquisition, interpretation, presentation, reasoning and application), thus it ensures the adaptation situated at the level of User Environment Interaction. The case study, Assistive Environment, validates our work, and illustrates, in concrete form, the process and issues involved in the design of context-aware software. Finally, the research presents an overview of how Ubiquitous Computing systems can be evaluated. Different techniques are assessed, and the concept of probing users and developers with prototypes is presented

Avec les tendances « More Moore » et basse consommation, il devient de plus en plus délicat d'optimiser ou seulement prédire les performances finales des circuits numériques. En effet, les phénomènes de variabilité et les difficultés de modélisation des comportements des transistors constituent un frein tandis que nous approchons des dimensions nanométriques. Les méthodes de conception actuelles utilisent généralement des marges de garde afin de prévenir les incertitudes et garantir la fonctionnalité du circuit. Mais ces marges reflètent de moins en moins la réalité du circuit, empêchant dès lors les optimisations et baissant le rendement des circuits. De nombreuses solutions très hétéroclites existent afin de surmonter ces difficultés, se résumant en deux objectifs distincts et complémentaires : l'augmentation de la robustesse aux incertitudes durant la phase de conception, notamment grâce à de meilleures analyses des performances ; et l'adaptation post-silicium du circuit à son état technologique et à son environnement. Dans ce travail de thèse, nous avons approché ces deux concepts : en implantant (1) une méthodologie d'analyse statistique SSTA (Statistical Static Timing Analysis) nous permettant d'examiner finement les effets des variations dans le respect des contraintes temporelles ; et en proposant (2) un système de diagnostic basé sur l'observabilité de chemins critiques, autorisant ainsi la mise en œuvre de techniques adaptatives. Celles-ci permettent de s'ajuster au plus près des caractéristiques réelles du circuit en rognant sur les marges de conception, et d'améliorer les performances en fréquence et consommation, de même que le rendement
With the « More Moore » and low power trends, optimizing or only well predicting the final performances of digital circuits become more and more difficult. Indeed, variability and hardness to accurately model transistor behavior impede the dimension scaling benefits. Current design methods generally use guard margins to prevent from the incertitude generated by these limits and to guarantee functional yield. But as we go in the nanometer era, the margin use is not efficient anymore, because of an increasing over-design, limiting optimizations and decreasing yield. Very different numerous solutions exist in order to overcome these troubles, following two main goals which are dissimilar but also complementary: increasing the robustness to uncertainty during the design levels, notably thanks to better performance analysis; and adapting the final circuit to its real process corner and to its environment. In this work, we considered these two directions: the first one thanks to (1) an implementation of a specific methodology called SSTA (Statistical Static Timing Analysis), allowing to perform statistical analysis on timing performances; this methodology allows us to accurately observe process variation effects on delays; and the second one in proposing (2) an efficient diagnostic system based on the in situ critical path monitoring concept and allowing all adaptive solution implementations. The latter answer to variability issue allows to know the real characteristics of the circuit, to crop design margins, to improve power consumption and frequency performances, and even to increase yield

Les véhicules modernes sont de plus en plus informatisés pour satisfaire les exigences de sureté les plus strictes et pour fournir de meilleures expériences de conduite. Par conséquent, le nombre d'unités de contrôle électronique (ECU) dans les véhicules modernes a augmenté de façon continue au cours des dernières années. En outre, les applications à calcul complexe offrent une demande de calcul plus élevée sur les ECU et ont des contraintes de temps-réel dures et souples, d'où le besoin d’une approche unifiée traitant les deux types de contraintes. Les architectures multi-cœur permettent d'intégrer plusieurs niveaux de criticité de sureté sur la même plate-forme. De telles applications ont été conçues à l'aide d'approches statiques; cependant, les approches dites statiques ne sont plus réalisables dans des environnements très dynamiques en raison de la complexité croissante et les contraintes de coûts strictes, d’où la nécessite des solutions plus souples. Cela signifie que, pour faire face aux environnements dynamiques, un système automobile doit être adaptatif; c'est-à-dire qu'il doit pouvoir adapter sa structure et / ou son comportement à l'exécution en réponse à des changements fréquents dans son environnement. Ces nouvelles exigences ne peuvent être confrontées aux approches actuelles des systèmes et logiciels automobiles. Ainsi, une nouvelle conception de l'architecture électrique / électronique (E / E) d'un véhicule doit être développé. Récemment, l'industrie automobile a convenu de changer la plate-forme AUTOSAR actuelle en "AUTOSAR Adaptive Platform". Cette plate-forme est développée par le consortium AUTOSAR en tant que couche supplémentaire de la plate-forme classique. Il s'agit d'une étude de faisabilité continue basée sur le système d'exploitation POSIX qui utilise une communication orientée service pour intégrer les applications dans le système à tout moment. L'idée principale de cette thèse est de développer de nouveaux concepts d'architecture basés sur l'adaptation pour répondre aux besoins d'une nouvelle architecture E / E pour les véhicules entièrement électriques (VEF) concernant la sureté, la fiabilité et la rentabilité, et les intégrer à AUTOSAR. Nous définissons l'architecture ASLA (Adaptive System Level in AUTOSAR), qui est un cadre qui fournit une solution adaptative pour AUTOSAR. ASLA intègre des fonctions de reconfiguration au niveau des tâches telles que l'addition, la suppression et la migration des tâches dans AUTOSAR. La principale différence entre ASLA et la plate-forme Adaptive AUTOSAR est que ASLA permet d'attribuer des fonctions à criticité mixtes sur le même ECU ainsi que des adaptations bornées temps-réel, tant dis que Adaptive AUTOSAR sépare les fonctions temps réel critiques (fonctionnant sur la plate-forme classique) des fonctions temps réel non critiques (fonctionnant sur la plate-forme adaptative). Pour évaluer la validité de notre architecture proposée, nous fournissons une implémentation prototype de notre architecture ASLA et nous évaluons sa performance à travers des expériences
Modern vehicles have become increasingly computerized to satisfy the more strict safety requirements and to provide better driving experiences. Therefore, the number of electronic control units (ECUs) in modern vehicles has continuously increased in the last few decades. In addition, advanced applications put higher computational demand on ECUs and have both hard and soft timing constraints, hence a unified approach handling both constraints is required. Moreover, economic pressures and multi-core architectures are driving the integration of several levels of safety-criticality onto the same platform. Such applications have been traditionally designed using static approaches; however, static approaches are no longer feasible in highly dynamic environments due to increasing complexity and tight cost constraints, and more flexible solutions are required. This means that, to cope with dynamic environments, an automotive system must be adaptive; that is, it must be able to adapt its structure and/or behaviour at runtime in response to frequent changes in its environment. These new requirements cannot be faced by the current state-of-the-art approaches of automotive software systems. Instead, a new design of the overall Electric/Electronic (E/E) architecture of a vehicle needs to be developed. Recently, the automotive industry agreed upon changing the current AUTOSAR platform to the “AUTOSAR Adaptive Platform”. This platform is being developed by the AUTOSAR consortium as an additional product to the current AUTOSAR classic platform. This is an ongoing feasibility study based on the POSIX operating system and uses service-oriented communication to integrate applications into the system at any desired time. The main idea of this thesis is to develop novel architecture concepts based on adaptation to address the needs of a new E/E architecture for Fully Electric Vehicles (FEVs) regarding safety, reliability and cost-efficiency, and integrate these in AUTOSAR. We define the ASLA (Adaptive System Level in AUTOSAR) architecture, which is a framework that provides an adaptive solution for AUTOSAR. ASLA incorporates tasks-level reconfiguration features such as addition, deletion and migration of tasks in AUTOSAR. The main difference between ASLA and the Adaptive AUTOSAR platform is that ASLA enables the allocation of mixed critical functions on the same ECU as well as time-bound adaptations while adaptive AUTOSAR separates critical, hard real-time functions (running on the classic platform) from non-critical/soft-real-time functions (running on the adaptive platform). To assess the validity of our proposed architecture, we provide an early prototype implementation of ASLA and evaluate its performance through experiments

Depuis une dizaine d'années, l'avènement des systèmes multi-antennes (ou MIMO) pour les communications sans fil, mobiles ou fixes, a révolutionné les possibilités offertes pour de nombreux domaines d'application des télécommunications. La disposition de plusieurs antennes de part et d'autre du lien augmente considérablement la capacité des systèmes sans fil. Cependant, les algorithmes numériques à mettre en \oe uvre pour réaliser ces systèmes sont autrement complexes et constituent un challenge quant à la définition d'architectures matérielles performantes. L'objectif du travail présent repose précisément sur la définition optimale de solutions architecturales, dans un contexte CDMA, pour contrer cette problématique. Le premier aspect de ce travail porte sur une étude approfondie des algorithmes spatio-temporels et des méthodes de conception en vue d'une implantation matérielle efficace. De nombreux schémas de détection sont proposés dans la littérature et sont applicables suivant trois critères qui sont : la qualité de service, le débit binaire et la complexité algorithmique. Cette dernière constitue une contrainte forte pour une mise en application à faible coût de terminaux mobiles intégrant ces applications. Aussi, il est nécessaire de disposer d'outils performants pour simuler, évaluer et affiner (prototypage rapide) ces nouveaux systèmes, candidats probables pour les télécommunications de quatrième génération. Le second aspect concerne la réalisation d'un transcepteur multi-antennes sans codage de canal, intégrant la technologie d'accès multiple par répartition de codes dans le cas d'un canal large bande. Un système mono-antenne WCDMA, généralisable à un nombre quelconque d'antennes, a été intégré et simulé au sein de la plate-forme de prototypage rapide Lyrtech. L'architecture développée intègre les principaux modules du traitement en bande de base, à savoir le filtrage de Nyquist, la détection des multiples trajets suivie de l'étape de détection. Le prototype MIMO-WCDMA développé est caractérisé par sa flexibilité suivant le nombre de voies entrantes, le format d'entrée des échantillons, les caractéristiques du canal sans fil et la technologie ciblée (ASIC, FPGA). Le troisième aspect se veut plus prospectif en détaillant de nouveaux mécanismes pour réduire le coût matériel des systèmes multi-antennes. Le principe d'allocation adaptative de la virgule fixe est présenté dans le but d'adapter le codage des données suivant les caractéristiques du canal sans fil et de minimiser en conséquence la complexité du circuit. D'autre part, le concept d'architectures adaptatives est proposé afin de minimiser l'énergie consommée au sein d'un système embarqué suivant le contexte d'application
Over the last ten years, multi-antenna systems (MIMO) for mobile and fixed wireless communications have revolutionized the possibilities offered for numerous telecommunication application domains. Using multiple antennas at both ends of the link considerably increases the capacity of wireless systems. However, the digital algorithms needed to realize these systems are complex and constitute a challenge in order to define powerful hardware architectures. The goal of the present work centers specifically on the optimal definition of architectural solutions to combat this problem in a CDMA context. The first aspect of this work is a deepened study of space-time algorithms and design methods with regards to an efficient hardware implementation. Numerous detection schemes are proposed in the litterature and are applicable following three criteria : quality of service, binary throughput and algorithmic complexity. The latter constitutes a strong limitation for a low cost implementation of mobiles including these applications. Thus, it is necessary to use powerful tools to simulate, evaluate and rapidly prototype these new systems which constitute likely candidates for fourth generation telecommunication systems. The second aspect is the realization of an uncoded multi-antenna transceiver, integrating CDMA in a wideband channel case. A WCDMA mono-antenna system, generalized to any antenna array, has been integrated and simulated on the Lyrtech rapid prototyping platform. The developped architecture integrates the main baseband processing modules, such as Nyquist filtering, multiple path detection and detection itself. The MIMO-WCDMA prototype is characterized by its flexibility with regards to the number of inputs, format of samples, characteristics of the wireless channel and the targeted technology (ASIC, FPGA). The third aspect is more prospective since it introduces new methods to reduce the hardware cost of multi-antenna systems. The principle of dynamic allocation of the fixed point format is presented with the goal of adapting the data encoding according to the wireless channel's characteristics and consequently minimizing the circuit's complexity. Also, the concept of adaptive architectures is proposed to reduce the power consumption in an embedded system according to application context

Les travaux de recherche de cette thèse sont consacrés à l'analyse de la tolérance aux fautes des systèmes d'instrumentation (capteurs et actionneurs). En effet, on s'est intéressé particulièrement à l'étude des propriétés structurelles des dispositifs d'estimation d'état, de commande et de diagnostic de défauts. Ces propriétés dépendent du nombre de capteurs/actionneurs, de leurs précisions et de leurs positions sur le système. Pour ce faire, on a proposé en premier temps une représentation graphique pour analyser et évaluer la capacité du système à tolérer les défauts tout en préservant des propriétés structurelles souhaitées. En deuxième temps, une nouvelle approche, basée sur des nouveaux critères d'évaluation de l'observabilité, de la commandabilité et de la diagnosticabilité, a été proposée pour concevoir une architecture tolérante aux défauts. Les différentes approches proposées ont été appliquées sur un système éolien pour l'étude de la capacité de ce type de système à la tolérance aux fautes.

Ce travail traite de la commande des systèmes non linéaires carrés multivariables à dynamiques inconnues ou incertaines. Le schéma de commande neuronale adaptative retenu est formé d'un émulateur et d'un correcteur dont les paramètres découplés sont adaptés en temps réel à l'aide de l'algorithme "Real Time Recurrent Learning". Des nouvelles méthodes d'adaptation des paramètres du correcteur, basées sur l'étude de la stabilité au sens de Lyapunov, sont proposées pour assurer un comportement stable des systèmes non linéaires perturbés. La minimisation des critères multi-objectifs est aussi considérée pour ajuster le facteur d'adaptation du correcteur. L'apport en performances des approches développées est évalué par des simulations numériques et par des applications en temps réel sur des systèmes non linéraires perturbés
This work deals with the control of non linear square MIMO systems with unknown or uncertain dynamics. The retained adaptative neural control scheme consists of an emulator and a controller. The emulator and controller parameters are decoupled and adjusted in real time using the Real Time Recurrent Learning algorithm. New adptation approaches for the controller parameters, based on the Lyapunov stability study, are proposed to ensure a stable behavior of disturbed nonlinear systems. Minimization of multi-objective criteria is also considered to adjust the controller parameter. Performances of the proposed approaches were evaluated by numerical simulations and by real time applications on disturbed nonlinear systems

Nous présentons un système de gestion de grilles de calcul dynamique où les ressources fédérées sont mises à disposition par différentes institutions. Au sein d'un domaine, les ressources peuvent interagir de façon synchrone. Les interactions entre ressources de domaines distincts sont asynchrones. Une machine ou un domaine peut joindre et quitter la grille à tout moment, de manière délibérée, ou suite à une défaillance. Nous proposons une solution tolérante aux défaillances qui exploite cette structure hiérarchique pour résoudre les problèmes d'évolution de la composition de la grille et de placement des tâches avec équilibrage de charge. Chaque service est la composition d'un protocole synchrone et d'un protocole d'accord asynchrone qui est toujours une déclinaison du problème fondamental du Consensus. Nous définissons l'insensibilité aux suspicions erronées, une métrique inédite pour comparer des protocoles de Consensus utilisant des détecteurs de défaillances "Losange S"
We present a middleware for dynamic grids where the federated resources are provided by different institutions. Within a domain, the resources interact in a synchronous manner. Interactions between resources belonging to different domains are asynchronous. Every machine or domain can join or leave the grid at any time; due to failures, or on purpose. We propose a fault-tolerant solution which takes advantage of this hierarchical structure to solve the grid membership problem and the load-balanced task allocation problem. Each service is the composition of a synchronous protocol and an asynchronous agreement protocol which is always a variation of the fundamental Consensus problem. We define the "insensitivity to erroneous suspicions"; a new metric to compare different Consensus protocols based on Diamond S failure detectors

L’évolution rapide du contexte des systèmes embarqués conduit à des dispositifs de plus en plus complexes, susceptibles de supporter plusieurs modes de fonctionnement et différents standards. Au sein de ces systèmes, la reconfiguration apparaît comme une solution pour faire face à une telle évolution, et ce tout en respectant les contraintes d’embarquabilité. Cette propriété désigne le fait qu’un système puisse modifier son comportement. Elle se répercute aussi bien au niveau de l'application supportée que de la solution technologique considérée. De nouvelles méthodes et outils sont nécessaires pour prendre en compte la propriété de reconfiguration. Ainsi, l’objectif de cette thèse est de proposer des modèles de haut niveau d’abstraction en vue d’améliorer la conception conjointe des systèmes reconfigurables. La première partie de cette thèse s’est intéressée aux mécanismes de reconfiguration des systèmes de radiocommunication. Elle a conduit à la proposition de différentes modélisations visant à faciliter l’estimation de performances des systèmes de Radio Logicielle. La deuxième partie de cette thèse s’est focalisée sur les architectures des systèmes reconfigurables. Elle a permis d’aboutir à une modélisation capable de décrire l’impact du caractère reconfigurable des plates-formes multiprocesseurs hétérogènes sur le comportement et les performances des systèmes. L’intérêt des modélisations obtenues est illustré à travers une étude portant sur un cas concret de fonctionnement de systèmes de radiocommunication reconfigurables
The fast evolution of embedded system context leads to more and more complexity into electronic products that can support many ways of working and different standards. In these systems, the reconfiguration is a solution to face such evolution and also respect embedded constraints. This property points out that a system is able to modify its behaviour. Such property concerns just as well the application development as the technology design. New approaches and tools are needed to take into account this reconfiguration property. Thus, the goal of this thesis is to provide high abstraction level models in order to improve the co-design of reconfigurable systems. The first part of this thesis interested in reconfiguration mechanisms of radiocommunication systems. It led to the definition of modelling in order to describe the reconfigurable mechanisms of radio communication application. The second part of this thesis focused on the reconfigurable architectures. It led to a modelling able to describe the reconfigurable impact of heterogeneous multi-processor platforms on system behaviour and performances. The interest of these modelling is illustrated by a study which deals with a typical case of Software Radio

La e-santé est un domaine en constante évolution qui met en œuvre les technologies de l’information et de la communication, dont notamment l'Internet des Objets, dans le but d’améliorer les soins de santé et la qualité de vie des patients. Dans ce chapitre, nous décrivons un nouveau système pour l'adaptation dynamique et décentralisée de la gestion des autorisations pour la e-santé.