Congrès, colloques (voir les archives)
	IFAC World Congress 2011, Milano, Italy, August 28 - September 2, 2011
	2 ème Colloque Inter-Régional Grand-Est de Recherche Translationnelle en Oncologie ( ONCOTRANS 2011), Nancy, 08-09 septembre 2011
	Workshop Fault Diagnosis and Fault Tolerant Control in large scale processing industries, Porticcio, France,October 6-7, 2011
	Quatrième Workshop Surveillance, Sûreté et Sécurité des Grands Systèmes, 3SGS'11, Valenciennes,  France, 12-13 octobre, 2011

 

Calendrier de soutenances (thèses, HDR, ...) - séminaires (voir les archives)

"Modélisation d'un parc de machines pour la surveillance. Application aux composants en centrale nucléaire"
(Thèse Mohamed Farah ANKOUD)

Résumé :
D'un point de vue général, la thèse porte sur la conception de méthodes de surveillance de système à partir de données collectées sur des composants de conceptions identiques exploités par plusieurs processus. Ces composants, quoique identiques, peuvent avoir des comportements différents en fonction de l'environnement particulier où ils se trouvent et des conditions particulières de leur exploitation. On peut attendre plusieurs points bénéfiques de cet effet parc. D'une part, il est clair que cette redondance nous permet d'avoir beaucoup plus d'informations relatives aux modes de fonctionnement et de dysfonctionnement des composants considérés.
D'autre part, la similarité des composants devrait également faciliter la conception d'un système de diagnostic de fonctionnement pour tout nouveau composant de même nature. Dans ces travaux, nous nous sommes intéressés aux approches de diagnostic sans modèle a priori et plus particulièrement à l'élaboration des modèles de bon fonctionnement des composantes à partir des données collectées sur l'ensemble du parc. Nous avons ainsi abordé ce problème comme un problème d'apprentissage multi-tâches qui consiste à élaborer conjointement les modèles de chaque composant, l'hypothèse sous-jacente étant que ces modèles partagent des parties communes.
Dans un premier temps, on considère des modèles linéaires de type multi-entrées/monosortie, ayant des structures a priori connues. Dans une première approche, après une phase d'analyse des modèles obtenus par régression linéaire pour les machines prises indépendamment les unes des autres, on identifie leurs parties communes, puis on procède à une nouvelle estimation pour modifier les modèles précédents afin de tenir compte de ces parties communes. Dans une seconde approche, on identifie simultanément les coefficients des modèles ainsi que leurs parties communes.
Dans un deuxième temps, on cherche à obtenir directement les relations de redondance existant entre les variables mesurées par l'ACP. L'intérêt est multiple puisque, d'une part, on s'affranchit des hypothèses sur la connaissance du nombre de relations entre variables et des structures de ces modèles. D'autre part, en ne faisant pas de distinction entre variables, l'ACP permet de prendre en compte la présence des erreurs sur l'ensemble des variables.
Dans un troisième temps, une étude de la discernabilité des modèles est réalisée. Il s'agit de savoir sous quelles conditions d'exploitation, c'est-à-dire sous quelles excitations, deux parcs de machines peuvent ou non être différentiés. Ce problème d'inversion ensembliste est résolu en utilisant une technique de pavage donnant une approximation des domains des variables d'entrée aboutissant à la non discernabilité des modèles des différentes machines. Finalement, une application des méthodes de modélisation multi-tâche est réalisée sur des simulateurs de barrières thermiques des groupes moto-pompes primaires des centrales nucléaires d'EDF.

Jury :

Rapporteurs :
Mme. Anne BARROS, Professeur à l'université de Technologies de Troyes, 61ème section
M. Abdessamad KOBI, Professeur à l'Université d'Angers, 61ème section

Examinateurs :
M. Mustapha OULADSINE, Professeur à l'Université Aix Marseille III, 61ème section
Mme. Sylvie CHARBONNIER, Maître de conférences à l'Université Joseph Fourier, 61ème section

M. José RAGOT, Professeur à l'INPL, 61ème section (directeur de thèse)
M. Gilles MOUROT, Ingénieur de recherche à l'INPL (co-directeur de thèse)
M. Nicolas PAUL, Ingénieur de recherche à EDF-R&D (co-encadrant de thèse)

"Modélisation conjointe des connaissances multi-points de vue d'un système industriel et de son système de soutien pour l'évaluation des stratégies de maintenance"
(Thèse Mohamed MEDINA-OLIVA)

Résumé :

Par rapport aux exigences de plus en plus importantes relatives au Maintien en Condition Opérationnelle d'un système industriel, le processus de maintenance joue un rôle fondamental pour l'amélioration de la disponibilité, de la productivité, etc. Pour essayer de contrôler au mieux ces performances, les responsables de maintenance doivent donc être capables de choisir les stratégies de maintenance et les ressources à mettre en œuvre les plus adaptées aux besoins. Dans un objectif d'aider à la prise de décisions en maintenance, les travaux présentés dans ce mémoire ont pour objet de proposer une méthodologie pour l'élaboration d'un modèle support permettant par simulation d'évaluer les différentes stratégies. La valeur ajoutée de la méthodologie réside dans l'unification, à base de modèles relationnels probabilistes (PRM), des différents types de connaissance nécessaires à la construction de ce modèle d'évaluation. Ce dernier est ainsi construit à partir de motifs génériques et modulables représentatifs des variables décisionnels du système industriel (système principal) et de son système de maintenance. Ces motifs, par instanciation, facilitent la construction des modèles d'applications spécifiques. Cette méthodologie, issue du projet ANR SKOOB, est testée sur le cas applicatif de la maintenance d'un système de production de ferment.
MOTS-CLÉS : Aide à la décision – analyse de performances – stratégies de maintenance – disponibilité – réseaux bayésiens, modèles relationnels probabilistes (PRM).

Jury :

Rapporteurs :
M. Christophe BERENGUER, Professeur à l'Institute Polytechnique de Grenoble,
61ème section
M. François PERES, Professeur à l'Ecole Nationale d'Ingénieurs de Tarbes, 61ème
section
Examinateurs :
M. Adolfo CRESPO MARQUEZ, Professeur à l'Université de Séville (Espagne)
M. Eric LEVRAT, Maître de conférences à l'Université Henri Poincaré, Nancy I,
61ème section
M. Paul MUNTEANU, Président de la Société BAYESIA

Directeur de thèse :
M. Benoît IUNG (Professeur à l'Université Henri Poincaré, Nancy I)
Co-encadrant de thèse :
M. Philippe WEBER (Maître de conférences à l'Université Henri Poincaré,
Nancy I)

"Observation et commande des systèmes singuliers non linéaires"
(Thèse Mohamed ZERROUGUI )

Résumé:

Les travaux présentés dans cette thèse ont été effectués au Centre de Recherche en Automatique de Nancy (CRAN). Ils portent sur l'observation et la commande des systèmes singuliers non linéaires.
Dans un premier temps nous nous sommes intéressés à la synthèse d'observateur et au filtrage Hinfini des systèmes singuliers bilinéaires. Dans un deuxième temps, nous avons étudié la synthèse d'observateur pour les systèmes singuliers non linéaires Lipschitziens. La dernière partie de ce travail concerne la stabilisation et la commande basée observateurs des systèmes singuliers non linéaires. L'objectif de ce travail a été de proposer des résultats facilement implémentables et de couvrir une large classe de systèmes non linéaires. La contribution principale de ce mémoire a été de proposer des observateurs H∞ pour les systèmes singuliers non linéaires, en utilisant le non biais de l'erreur d'estimation. Les paramètres de ces observateurs sont obtenus par la résolution des inégalités matricielles linéaires (LMIs). Le deuxième apport concerne la synthèse de commande stabilisante et l'utilisation d'un des observateurs proposés dans cette thèse pour la synthèse d'une commande basée observateur pour les systèmes singuliers non linéaires. Cette dernière est réalisée grâce à la réécriture des fonctions non linéaires sous des formes adéquates à l'application de la commande des systèmes.

Mots-clés: Systèmes singuliers non linéaires, observateurs non linéaires, stabilité au sens de Lyapunov, synthèse H∞, inégalités matricielles linéaires (LMI), commande basée observateur.

Abstract:

This thesis work is realized in the Research Center in Automatic Control of Nancy (CRAN). It concerns the observation and control of nonlinear singular systems.
Firstly, we were interested in the observer design and Hinfinity filtering for singular bilinear systems. In a second step, we studied the observers design for Lipschitz nonlinear singular systems. The last part of this work relates to the stabilization and observer based controller for a classe of singular nonlinear systems. The objective is to develop a simple and straightforward results which covers a large class of nonlinear systems. The main contribution of this thesis is in the Hinfinity observers design for nonlinear singular systems. It is based on the parametrization of the solution of the constrained generalized Sylvester equation. The second contribution relates to the design of stabilizing control and using the proposed observer to design an obsever based controller for nonlinear singular systems. Solutions of these problems are obtained by using Linear Matrix Inequalities (LMI) Formulation.

Keywords: Singular systems, non linear observers, stability analysis, Hinfini synthesis, Lin- ear matrix inequalities, observer based control

Jury:

Mr. Mohamed M'saad Professeur, GREYC, Université de Caen (Rapporteur)
Mr. Holger Voos Professeur, Universit ́e de Luxembourg (Rapporteur)
Mr. Jean François Lafay Professeur, IRCCyN, Polytech'Nantes (Examinateur)
Mr. Didier Maquin Professeur, INPL-CRAN, Nancy-Université (Examinateur)
Mr. Mohamed Darouach Professeur, UHP-CRAN, Nancy-Université, (Directeur de thèse)
Mme. Latifa Boutat-Baddas Maitre de conférences, UHP-CRAN, Nancy-Université, (co-encadrant)

"Self-triggered control for nonlinear systems"
(Séminaire M. Adolfo Anta)

Abstract:

Digital implementations of feedback controllers offer many advantages with respect to analog implementations, such as accuracy or flexibility. A physical system is controlled by measuring its state at discrete time instants, using the measured state to compute a feedback control law, and updating the actuator with the computed law also at discrete instants in time. Under such implementations, one important question is what kind of requirements need to be imposed on these time instants to achieve desired performance. Traditionally, engineers and researchers have opted for conservative strategies, such as periodic sampling of signals and periodic execution of control laws. Periodic implementations execute the controller every T units of time, regardless the state of the control system, unnecessarily consuming the available resources. However, due to the growing complexity of systems, more efficient implementations are required, since resources are usually shared between several subsystems. In this talk we go beyond the periodic model and, drawing inspiration from event-triggered control, we develop self- triggered control laws that decide their next execution time based on the current state of the system. This approach considerably reduces resource utilization while ensuring stability and desired levels of control performance. Several applications, such as real-time scheduling co-design in embedded systems and bandwidth allocation in networked control systems, are discussed to show the benefits and the applicability of the results herein derived.

"Conception de l'architecture d'un réseau de capteurs sans fil de grande dimension"
(Thèse Cheick-tidjane KONE)

Résumé :

 

Cette thèse considère les réseaux de capteurs sans fil (RCSF) de grande dimension (de l'ordre du million de nœuds). Les questions posées sont les suivantes : comment prédire le bon fonctionnement et calculer avant déploiement les performances d'un tel réseau, sachant qu'aucun simulateur ne peut simuler un réseau de plus de 100 000 nœuds ? Comment assurer sa configuration pour garantir performance, passage à l'échelle, robustesse et durabilité ?

La solution proposée dans cette thèse s'appuie sur une architecture de RCSF hétérogène à deux niveaux, dont le niveau inférieur est composé de capteurs et le niveau supérieur de collecteurs. La première contribution est un algorithme d'auto-organisation multi-canal qui permet de partitionner le réseau inférieur en plusieurs sous-réseaux disjoints avec un collecteur et un canal de fréquence par sous-réseau tout en respectant le principe de réutilisation de fréquence. La seconde contribution est l'optimisation du déploiement des collecteurs car leur nombre représente celui des sous-réseaux. Les problèmes traités ont été : l'optimisation des emplacements des puits pour un nombre prédéfini de puits et la minimisation du nombre de puits ou du coût pour un nombre prédéfini de sauts dans les sous-réseaux. Une solution intuitive et appropriée pour assurer à la fois performances réseaux et coût, est de partitionner le réseau inférieur en sous-réseaux équilibrés en nombre de sauts. Pour ce faire, la topologie physique des puits est une répartition géographique régulière en grille (carrée, triangulaire, etc.). Des études théoriques et expérimentales par simulation des modèles de topologie montrent, en fonction des besoins applicatifs (densité de nœuds, charge applicative, distribution des envois, délai en nombre de saut) et physiques (portée radio, zone de surveillance), la méthodologie de choix et le calcul des meilleures solutions de déploiement. Les résultats théoriques ont été confirmés par les résultats expérimentaux obtenus par simulation

 

Jury :

 

Rapporteurs :

Mme Isabelle GUÉRIN LASSOUS (Professeure, Université Lyon 1)

Mme Nathalie JULIEN (Professeure, Université de Bretagne Sud)

 

Examinateurs :

M. Thomas NOEL (Professeur, Université de Strasbourg)

M. Didier WOLF (Professeur, INPL, Nancy-Université)

Directeur de thèse : M. Francis LEPAGE (Professeur, UHP, Nancy- Université)

Encadrant de thèse : M. Michael DAVID (Maître de conférences, UHP, Nancy-Université)

 

"Observation et Commande des Systèmes Linéaires dans les Domaines Temporel et Fréquentiel"
(Thèse Montassar EZZINE)

Résumé :

Dans ce mémoire, nous nous sommes intéressés aux problèmes d'estimation, de filtrage H_infini mais aussi à la commande via un observateur dans les domaines temporel et fréquentiel, aussi bien pour les systèmes linéaires standards que pour les systèmes algèbro-différentiels plus généraux appelés systèmes singuliers.
Le fil conducteur de notre démarche a été de proposer des résultats facilement implémentables et de couvrir la classe la plus large possible des systèmes linéaires. Ainsi, nous avons commencé notre travail en proposant des méthodes de synthèse d'observateurs à entrées inconnues pour des systèmes sans et avec retard. Nous avons cherché à éliminer l'effet des entrées inconnues sur la dynamique de l'erreur d'observation. La synthèse temporelle est basée sur des LMIs permettant de déterminer la matrice de gain paramétrant toutes les matrices de l'observateur. L'approche LMI est en fait déduite de différents lemmes bornés qui eux mêmes se basent sur l'approche Lyapunov. La synthèse fréquentielle est déduite de celle temporelle en proposant des MFDs judicieuses et en utilisant l'approche de factorisation.
Ensuite, nous avons proposé des filtres qui permettent d'assurer, en plus de la stabilité, un critère de performance H_infini, c'est à dire que nous cherchons à atténuer l'effet des perturbations à énergie bornée, sur la dynamique de l'erreur d'estimation. L'un des principaux apports de nos travaux, a été de proposer une nouvelle écriture de la dynamique de l'erreur d'estimation sous forme singulière afin de contourner le problème de l'apparition de la dérivée des perturbations dans la dynamique de l'erreur d'estimation. Ainsi, nous sommes arrivés à relaxer les contraintes qui existent généralement sur les matrices des filtres non biaisés synthétisés; c'est à dire, des filtres dont la dynamique de l'erreur d'estimation ne dépend pas explicitement de l'état x(t) du système et de l'entrée u(t). La méthode fréquentielle est déduite de celle temporelle en utilisant l'approche de factorisation. Il est à noter que cette description fréquentielle, entrée-sortie, pourra permettre une implémentation aisée dans le domaine fréquentiel lorsque nous nous trouvons dans une situation où celle-ci est la mieux indiquée.
Enfin, nous nous sommes intéressés à l'application des méthodes d'estimation proposées dans le cadre de la commande. Dans un premier temps, nous proposons une synthèse directe d'une commande basée sur un filtre H_infini directement dans le domaine fréquentiel pour des systèmes linéaires standards. Ensuite, nous nous focalisons sur les systèmes singuliers aussi bien dans le cas continu que discret et nous proposons de déterminer les lois de commande en utilisant un filtre fonctionnel qui satisfait un critère de performance H_infini. En effet, nous cherchons d'abord à calculer le gain de retour d'état qui nous permet de remplir les spécifications du système bouclé (stabilité,...). Puis, nous synthétisons un filtre qui a pour but de fournir en sortie une estimée de ce retour d'état.

Mots clés Observation, Filtrage H_infini, Non biais, Système linéaire, Domaine temporel, Domaine fréquentiel, LMIs, MFDs.

Jury :

Rapporteurs :
Mr. Farhat FNAIECH (Professeur, ESST, Tunisie)
Mr. Alain OUSTALOUP (Professeur, Université de Bordeaux)


Examinateurs :
Mr. Mohamed DAROUACH, co-directeur de thèse (Pr, CRAN,
Nancy Université, UHP Nancy I)
Mr. Hassani MESSAOUD, co-directeur de thèse (Pr, ENIM, Tunisie)
Mr. Mustapha OULADSINE (Pr, Université de Marseille)
Mr. Abdelkader CHAARI (MCF, ESST, Tunisie)
Mr. Harouna SOULEY ALI, co-encadrant (MCF, CRAN, Nancy
Université, UHP Nancy I)

"Contribution à la cartographie 3D des parois internes de la vessie par cystoscopie à vision active"
(Thèse Achraf Ben Hamadou)

Résumé :

La cystoscopie est actuellement l'examen clinique de référence permettant l'exploration visuelle des parois internes de la vessie. Le cystoscope (instrument utilisé pour cet examen) permet d'acquérir une séquence vidéo des parois épithéliales de la vessie. Cependant, chaque image de la séquence vidéo ne visualise qu'une surface réduite de quelques centimètres carrés de la paroi. Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse ont pour objectif de construire une carte 3D reproduisant d'une manière fidèle les formes et les textures des parois internes de la vessie. Une telle représentation de l'intérieur de la vessie permettrait d'améliorer l'interprétation des données acquises lors d'un examen cystoscopique. Pour atteindre cet objectif, un nouvel algorithme flexible est proposé pour le calibrage de systèmes cystoscopiques à vision active. Cet algorithme fournit les paramètres nécessaires à la reconstruction précise de points 3D sur la portion de surface imagée à chaque inst!
 ant donné de la séquence vidéo cystoscopique. Ainsi, pour chaque acquisition de la séquence vidéo, un ensemble de quelques points 3D/2D et une image 2D est disponible. L'objectif du deuxième algorithme proposé dans cette thèse est de ramener l'ensemble des données obtenues pour une séquence dans un repère global pour générer un nuage de points 3D et une image panoramique 2D représentant respectivement la forme 3D et la texture de la totalité de la paroi imagée dans la séquence vidéo. Cette méthode de cartographie 3D permet l'estimation simultanée des transformations 3D rigides et 2D perspectives liant respectivement les positions du cystoscope et les images de paires d'acquisitions consécutives. Les résultats obtenus sur des fantômes réalistes de vessie montrent que ces algorithmes permettent de calculer des surfaces 3D reproduisant les formes à retrouver.

Mots clés : Cartographie 3D/2D, recalage 2D, stéréovision active, reconstruction 3D, aide au diagnostic, cancer de la vessie.

"Contribution à l'évaluation de l'interopérabilité sémantique entre systèmes d'information d'entreprises : Application aux systèmes d'information de pilotage de la production"
(Thèse Esma Yahia)

Résumé :

Pour demeurer compétitives, de plus en plus d'entreprises sont amenées à collaborer dans le cadre des entreprises étendues ou des réseaux d'entreprises. Ce type d'organisation nécessite l'interconnexion d'une multitude de systèmes d'entreprises, hétérogènes que ce soit par les fonctions qu'ils assurent ou par leurs conceptions (modèles, architectures, ...). Typiquement, ceci renvoie au concept de l'interopérabilité, définie par la capacité des systèmes ou des organisations à fournir ou à accepter des services et à utiliser ces services pour opérer efficacement ensemble. Par ailleurs, la question de l'interopérabilité voire plutôt celle de la non-interopérabilité pose de nombreuses problématiques pour les industriels. En effet, la non-interopérabilité engendre des coûts non négligeables dus principalement au temps et aux ressources mises en place pour développer des interfaces d'échange des informations. Ceci influe sur la performance globale des entreprises et précisément sur les coûts et les délais d'obtention des services attendus. Nous proposons ainsi une approche pour mesurer le degré d'interopérabilité (ou
de non interopérabilité) entre modèles conceptuels de systèmes d'information d'entreprise, afin de donner à une entreprise la possibilité d'évaluer sa propre capacité à interopérer et donc de prévoir les éventuels problèmes avant la mise en place d'un partenariat. Il s'agit ainsi de définir des indicateurs et des métriques tant quantitatifs que qualitatifs, permettant de qualifier l'interopération entre les systèmes d'entreprises.
Après une étude détaillée, dans le 1er chapitre, des différentes approches d'évaluation de l'interopérabilité, généralement subjective, une première proposition originale est de proposer une approche d'évaluation sur la base d'une conceptualisation des modèles de systèmes.
Le 2nd chapitre  du mémoire propose ainsi d'expliciter puis de compléter la sémantique tacite, généralement cachée dans l'implémentation des applications supports et dans les pratiques de mise en ouvre de ces applications par les utilisateurs pour évaluer le degré de pertinence lors d'un échange d'information.
Nous proposons ensuite, dans le 3ème chapitre du mémoire, une formalisation de métriques permettant d'évaluer, quantitativement et qualitativement, le degré d'interopérabilité (ou de non interopérabilité) entre modèles conceptuels de systèmes d'information d'entreprise, afin de donner à une entreprise la possibilité d'évaluer sa propre capacité à interopérer, et donc de prévoir les
éventuels problèmes avant la mise en place d'un partenariat.
La formalisation proposée et son outillage dans un atelier d'Ingénierie Système industriel font l'objet de développements dans le 4ème chapitre du mémoire. Un scénario réaliste de fabrication d'un produit en réseau d'entreprise est également proposé dans ce chapitre.

"Evaluation de la qualité et transmission en temps réel de vidéos compressées dans un contexte de télé-chirurgie robotisée"
(Thèse Nedia NOURI)

L’utilisation de robots de chirurgie offre aujourd’hui le triple avantage d’augmenter la précision du geste du chirurgien et de réduire la taille des cicatrices du patient ainsi que la durée de son séjour à l’hôpital. Actuellement, dans les hôpitaux équipés de robots de chirurgie, un chirurgien peut opérer en étant à quelque mètres de son patient, voire dans une autre salle, les données numérisées issues du robot transitant sur un réseau entièrement dédié. Le développement de telles techniques ouvre des perspectives d’interventions chirurgicales à distance, comme l’a montré la célèbre «Opération Lindbergh» en 2001 réalisée par le Professeur Jacques Marescaux depuis New-York sur une patiente à Strasbourg. Cette opération pionnière a cependant nécessité des moyens de transmission considérables et entièrement dédiés qui ne peuvent être transposés directement en routine. Ce travail de thèse s’inscrit dans le cadre du projet RALTT (Robotic Assisted Laparoscopic Telementoring and Telesurgery) initié en 2005 et réunissant une équipe pluridisciplinaire du Centre Hospitalier Universitaire de Nancy et du Centre de Recherche en Automatique de Nancy. Ce projet vise à étudier la faisabilité de la chirurgie robotisée à distance via des infrastructures existantes afin de la rendre accessible au plus grand nombre. Du fait des bandes passantes nécessaires à la transmission des données issues des robots (plusieurs centaines de Mbits/s à quelques Gigabits/s de flux vidéos pour les robots dernière génération), la compression de ces données apparaît comme incontournable si l’on souhaite les transmettre sur des infrastructures existantes. La compression constitue alors un défi majeur du fait du contexte médical : celui de l’impact des pertes sur la qualité des données et leur exploitation. Mes travaux de thèse concernent en premier lieu l’étude de techniques permettant l’évaluation de la qualité des vidéos dans un contexte de robotique chirurgicale et en second lieu, le développement d’une plateforme de transmission en temps réel des vidéos issues d’un robot à travers un réseau de type IP.

"Nouvelle méthodologie de synthèse de lois de commande tolérante aux fautes garantissant la fiabilité des système"
(Thèse Ahmed KHELASSI)

Résumé :

Les travaux développés dans ce mémoire de thèse portent sur la contribution à une méthodologie de synthèse de lois de commande tolérante aux fautes garantissant la fiabilité des systèmes. Cette nouvelle méthodologie nécessite l'adaptation des différents outils de caractérisation de la fiabilité avec la théorie de la commande. L'intégration explicite de l'aspect charge dans les lois modélisant la fiabilité en ligne est considérée.
Une première partie des travaux est consacrée à la reconfigurabilité des systèmes tolérants aux fautes. Une analyse de reconfigurabilité en présence de défauts basée sur la consommation d'énergie ainsi que des objectifs liés à la fiabilité globale du système est proposée. Un indice de reconfigurabilité est proposé définissant les limites fonctionnelles d'un système commandé en ligne en fonction de la sévérité des défauts ainsi que la dégradation des actionneurs en terme de fiabilité. Dans la deuxième partie, le problème d'allocation et ré-allocation de la commande est considéré. Des solutions sont développées tenant compte de l'état de dégradation et du vieillissement des actionneurs. Les entrées de commande sont attribuées au système tenant en compte la fiabilité des actionneurs ainsi que les éventuels défauts. Des indicateurs de fiabilité sont proposés et intégrés dans la solution du problème d'allocation et de ré-allocation.
La dernière partie est entièrement consacrée à la synthèse d'une loi de commande tolérante aux fautes garantissant la fiabilité globale du système. Une procédure d'analyse de fiabilité des systèmes commandés en ligne est proposée en se basant sur une étude de sensibilité et de criticité des actionneurs. Ainsi, une méthode de commande tolérante aux fautes en tenant compte de la criticité des actionneurs est synthétisée sous une formulation LMI.

Jury:

Rapporteurs
M. Christophe BERENGUER (Professeur à l'Université de Technologie de Troyes)
M. Vincent COCQUEMPOT   (Professeur à l'Université Lille 1)

Examinateurs
M. Youmin ZHANG         (Professeur à Concordia University, Canada)
M.Mustapha OULADSINE    (Professeur à l’Université Aix-Marseille 3)
M. Jean Baptiste LEGER  (Ingénieur de Recherche Société PREDICT)

Directeur de thèse
M. Didier THEILLIOL     (Professeur à l’Université Henri Poincaré)
Co-Directeur de thèse
M. Philippe WEBER       (Maître de Conférences à l'Université Henri Poincaré)

"Proposition d'un cadre générique de modélisation et de simulation de planifications logistiques dans un contexte de décisions partiellement ou totalement distribuées"
(Thèse HERRERA Carlos)

Résumé :

Cette thèse rappelle les fondements du pilotage des systèmes logistiques et montre l'intérêt de la mise en place d'un SCP (Systèmes Contrôlés par le Produit). L'intégration de tels systèmes doit d'abord prendre en compte la cohérence entre les différents éléments le constituant. Ainsi les systèmes centralisés cherchent à proposer des plans de moyen-long termes visant un optimal de coût, mais aussi une certaine stabilité et peu de nervosité dans le temps. Par ailleurs, les systèmes distribués ont démontré leur capacité à permettre une réaction rapide à des événements impromptus survenant dans le système physique. L'hybridation de ces deux types de pilotage est donc une voie de gain de productivité pour les systèmes logistiques et industriels. Le premier chapitre de la thèse décrit l'évolution des systèmes de planification et de pilotage de la production, avec l'objectif d'identifier les forces et faiblesses des différentes approches proposées jusqu'à nos jours et permettent définir l'objectif général de la thèse. Le chapitre deux analyse l'état de l'art concernant les outils de modélisation des systèmes de production centralisés/distribués et aussi le concept de contrôle par le produit. Ce chapitre sert de base pour définir les objectifs spécifiques de la thèse. Le chapitre trois présente le cadre de modélisation proposé. Ce cadre est basé sur une approche cybernétique, et plus spécifiquement sur le modèle de système viable (VSM). Le chapitre démarre avec une présentation générale du modèle de système viable, puis présente un modèle générique de modélisation de systèmes contrôlés par le produit. Enfin, le chapitre décrit une application de ce cadre général aux systèmes de planification et pilotage de la production de type SCP. Le chapitre quatre définit les différentes méthodes de décision, tant centralisées que distribuées, développées pour l'implémentation du modèle générique définit dans le chapitre trois. Aux niveaux centralisés et distribués ces méthodes sont basées sur des modèles de programmation mathématique développés pour considérer l'adaptabilité et la flexibilité du système. Le chapitre cinq montre les principaux résultats dans une application basée sur un cas industriel qui a nécessité le développement d'un outil de simulation qui considère des variables de court, moyen et long termes pour les différents modèles d'optimisation. Ces résultats montrent l'intérêt de ce type d'hybridation.

Jury :

Pr. Alexandre Dolgui (École Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, rapporteur)
Pr. Damien Trentesaux (Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis, rapporteur)
Pr. Paul Valckenaers  (Katholieke Universiteit Leuven, examinateur)
Pr. Gérard Morel (Nancy Université, examinateur)
Pr. André Thomas (Nancy Université, directeur de thèse)
Mcf. Sana Belmokhtar Berraf (Nancy Université, examinateur)

"Synthèse de lois de commande pour les systèmes à commutations avec contraintes de performances"
(Thèse MELIN Julie)

Résumé :

Les systèmes à commutations constituent un cas particulier des systèmes dynamiques hybrides. Ils sont composés d'une famille de systèmes et d'une loi de commutation qui détermine quel mode est activé à chaque instant. Ces systèmes représentent une large gamme de systèmes concrets. L'étude de la stabilité de ceux-ci a déjà été longuement abordée. Les travaux de cette thèse portent sur l'analyse de performance des systèmes à commutations linéaires en temps discret et sur la synthèse de différentes lois de commande pour ces systèmes en tenant compte de contraintes de performances. L'analyse de stabilité de ces systèmes a été étendue pour tenir compte de l'aspect performance qui a été modélisée par un critère quadratique. La valeur du critère dépendant des commutations, l'analyse porte sur le coût garanti des performances. Grâce à la résolution d'un problème d'optimisation sous des contraintes sous la forme d'inégalités matricielles linéaires, un majorant du coût garanti est déterminé. Une approche est proposée pour évaluer la qualité du majorant trouvé. Un deuxième point abordé est la conception de contrôleurs qui tiennent compte de l'aspect performance. Des méthodes de synthèse de différents contrôleurs (retour d'état, retour d'état reconstruit par observateur et retour de sortie dynamique) sont proposées dans ce cadre. Enfin, nos résultats ont été appliqués au cas des systèmes contrôlés en réseau.

" Diagnostic sans modèle "a priori" "
(Thèse MOUSSA ALI Abdouramane)

Résumé :

Comme dans son acception médicale, le diagnostic des systèmes automatiques consiste à remonter des symptômes perçus vers les causes. Les méthodes de diagnostic à base de modèle utilisent un modèle mathématique explicite du processus. La plupart de ces méthodes repose sur le concept de redondance analytique. Les relations de redondance analytique sont des équations déduites à partir d'un modèle analytique, qui admet pour entrées uniquement les variables mesurées. D'autres classes de méthodes à base de modèle reposent directement sur l'estimation paramétrique. Les synthèses modernes de génération de résidus demandent une connaissance très fine du système à commander ou à diagnostiquer. L'écriture des modèles les plus précis demande une compréhension en détail des mécanismes et utilise les lois de la Physique. Les modèles obtenus de cette façon sont dits modèles de connaissance. Ils font intervenir des paramètres physiques qui, par définition, sont mesurables par des expériences non nécessairement en rapport avec la façon d'utiliser le système. Cependant, dans certains cas pratiques, ces paramètres ne peuvent pas être évalués a priori. Par ailleurs, la fiabilité donnée par les modèles de connaissance est en général accompagnée par l'inconvénient d'une trop grande complexité. Ces modèles peuvent ne pas être utilisables en pratique et on doit souvent réduire la complexité. Ce travail contribue à développer une nouvelle approche algébrique et déterministe de diagnostic qui ne suppose pas l'existence a priori d'un modèle explicite du système et qui présente un nouveau point de vue basé sur la théorie des distributions et l'analyse du pseudospectre de faisceaux de matrices. Notre démarche s'inspire de certains outils et développements de la théorie de l'estimation algébrique courants en automatique mais très peu usuels en traitement du signal. Le principal atout de cette approche est qu'il est possible, sous certaines hypothèses, de détecter, localiser et identifier les défauts à l'aide des seules mesures de la commande et de la sortie sans avoir à identifier les paramètres du modèle. Nous considérons que les défauts actionneur et capteur modélisés par des signaux structurés. La méthode est fondée sur la génération et l'analyse de relations de redondance analytiques et exploite le fait qu'un signal structuré satisfait une équation différentielle. La prise de décision est entièrement fondée sur l'évolution temporelle des estimations de certaines caractéristiques constantes des défauts. L'efficacité de l'approche présentée est illustrée au travers d'exemples académiques.

" Conception conjointe des systèmes contrôlés en réseau sans fil "
(Thèse Najet BOUGHANMI)

Résumé :

Le cadre de cette thèse est l'étude des systèmes contrôlés en réseau sans fil (SCRSF) qui utilise la technologie IEEE 802.15.4. Le premier objectif est d'étudier la pertinance de l'utilisation du réseau de type IEEE 802.15.4 pour les SCRSF puis de proposer et d'évaluer des mécanismes pour garantir la Qualité de Service (QdS) offerte par le réseau au système contrôlé. Nous analysons l'utilisation des slots temporels réservés (GTS) dans le cadre des SCRSF et les contraintes qui en découlent. De plus, nous proposons des mécanismes de gestion de la QdS avec priorité aussi bien pour le mode avec balise que pour le mode sans balise du protocole IEEE 802.15.4. Ces propositions ont été validées par des simulations et une partie de manière analytique.

    Notre deuxième objectif est de concevoir, d'une manière conjointe, les SCRSF pour pouvoir régler en ligne la QdS offerte par le réseau en fonction de la Qualité de Contrôle (QdC) du système contrôlé. Nous proposons des protocoles d'adaptation en ligne de la QdS du réseau qui prennent en compte la QdC du système contrôlé. Ces protocoles ont été validés par simulations et une implémentation réelle de chacun d'eux est proposée.

" Généralisation du lemme de Gronwall-Bellman pour la stabilisation des systèmes fractionnaires "
(Thèse Ibrahima N'DOYE)

Résumé :

Dans ce mémoire, nous avons proposé une méthode basée sur l'utilisation de la généralisation du lemme de Gronwall-Bellman pour garantir des conditions suffisantes de stabilisation asymptotique pour une classe de systèmes non linéaires fractionnaires. Nous avons étendu ces résultats dans la stabilisation asymptotique des systèmes non linéaires singuliers fractionnaires et proposé des conditions suffisantes de stabilité asymptotique de l'erreur d'observation dans le cas de l'étude des observateurs pour les systèmes non linéaires fractionnaires et singuliers fractionnaires.
Pour les systèmes non linéaires à dérivée d'ordre entier, nous avons proposé par l'application de la généralisation du lemme de Gronwall- Bellman des conditions suffisantes pour :
   - la stabilisation exponentielle par retour d'état statique et par retour de sortie statique,
   - la stabilisation exponentielle robuste en présence d'incertitudes paramétriques,
   - la commande basée sur un observateur.

Nous avons étudié la stabilisation des systèmes linéaires fractionnaires avec les lois de commande suivantes : retour d'état statique, retour de sortie statique et retour de sortie basé sur un observateur. Puis, nous avons proposé des conditions suffisantes de stabilisation lorsque le système linéaire fractionnaire est affecté par des incertitudes non linéaires paramétriques. Enfin, nous avons traité la synthèse d'un observateur pour ces systèmes. Les résultats proposés pour les systèmes linéaires fractionnaires ont été étendus au cas où ces systèmes fractionnaires sont singuliers.

La technique de stabilisation basée sur l'utilisation de la généralisation du lemme de Gronwall-Bellman est étendue aux systèmes non linéaires fractionnaires et aux systèmes non linéaires singuliers fractionnaires. Des conditions suffisantes de stabilisation asymptotique, de stabilisation asymptotique robuste et de commande basée sur un observateur ont été obtenues pour les classes de systèmes non linéaires fractionnaires et non linéaires singuliers fractionnaires.

Par ailleurs, une méthode de synthèse d'observateurs pour ces systèmes non linéaires fractionnaires et non linéaires singuliers fractionnaires est proposée. Cette approche est basée sur la résolution d'un système d'équations de Sylvester. L'avantage de cette méthode est que, d'une part, l'erreur d'observation ne dépend pas explicitement de l'état et de la commande du système et, d'autre part, qu'elle unifie la synthèse d'observateurs de différents ordres (observateurs d'ordre réduit, d'ordre plein et d'ordre minimal)

Composition du jury :

Président : M. Mohamed DAROUACH (CRAN, Nancy Université, Nancy)

Rapporteurs :

M. Abdellah BENZAOUIA (LAEP-U2RC, Université Cadi Ayyad de Marrakech)
M. Nour-Eddine EL ALAMI (LAII-EMI, Université Mohammed V de Rabat)
M. Alain OUSTALOUP (ENSEIRB-MATMECA, Université de Bordeaux I)

Examinateurs :

M. Mohamed DAROUACH (CRAN,  Nancy Université, Nancy)
M. Nour-Eddine RADHY (LP2MT, Université Hassan II Ain Chock, Casablanca)
M. Michel ZASADZINSKI (CRAN,  Nancy Université, Nancy)

Invités :

M. Azzedine BAALAL (LMACS, Université Hassan II Ain Chock, Casablanca)
M. Abdelhaq BOUAZIZ (ESTC, Université Hassan II Ain Chock, Casablanca)

" Conception sûre des systèmes mécatroniques intelligents pour des applications critiques "
(Thèse Hicham Belhadaoui)

Résumé :

La criticité des systèmes complexes programmables nécessite de garantir un niveau de fiabilité et de sécurité convenable. Des études de sûreté de fonctionnement doivent être menées tout au long du cycle de développement du système. Ces études permettent une meilleure maîtrise des risques et de la fiabilité. Les points faibles sont mis en évidence et permettent aux concepteurs de spécifier des stratégies de reconfiguration avant la phase de prototype réel et les tests réels. Les études de sûreté de fonctionnement doivent être menées au plus tôt dans la phase de conception, afin de réduire les coûts et le nombre de prototypes nécessaires à la validation du système.

Le travail présenté dans ce mémoire de thèse a pour objectif de définir une méthodologie de conception des systèmes complexes programmables dédiés à une application mécatronique, intégrant dès les premières phases du cycle de développement, les aspects sûreté de fonctionnement. L'apport d'une telle méthodologie doit permettre de faire face à un certain nombre de contraintes propres au domaine des capteurs intelligents (les exigences de cahier des charges, le respect des normes législatives en vigueur).

La méthodologie développée doit permettre de :

- Modéliser et simuler les comportements fonctionnels et dysfonctionnels des systèmes
- Estimer la fiabilité par modélisation
- Réaliser des mesures de sensibilité afin de connaître la contribution de chaque composant à la fiabilité du système
- Capitaliser la connaissance sur le système au cours des différentes phases d'évaluation (prévisionnelle, expérimentale et opérationnelle) pour affiner les estimations de fiabilité

Ce Travail introduit le concept d'information en sûreté de fonctionnement. Nous interprétons la défaillance de celle-ci comme étant le résultat de l'initiation et de la propagation d'informations erronées à travers l'architecture d'un capteur intelligent dédié à une application mécatronique. Cette propagation s'est accompagnée de contraintes (partage de ressources matérielles et informationnelles, modes dégradés d'information…) qui tendent à influencer fortement la crédibilité de cette information. Nous débutons sur un état de l'art pour montrer l'intérêt de l'approche flux informationnel sur un cas d'étude complexe. Ceci est lié à la présence d'une partie programmable (interaction matériel-logiciel) et évidement du système hybride (signaux mixtes analogique-numérique). Cette nouvelle approche distingue, les phénomènes d'apparition et de disparition d'erreurs (matérielles, logicielles et environnementales), ainsi que les séquences de propagation aboutissant à un mode de dysfonctionnement du système. Grâce à cette distinction nous expliquons les concepts mal traités par les méthodes conventionnelles, tels que la défaillance simultanée, la défaillance de cause commune et abordons d'une manière réaliste les problématiques des interactions

matériel-logiciel et celle des signaux mixtes.

Les séquences de propagation d'erreurs générées permettent à l'aide d'un modèle markovien non homogène, de quantifier d'une manière analytique les paramètres de la sûreté de fonctionnement du système (fiabilité, disponibilité, sécurité) et de positionner le capteur dans un mode de fonctionnement parmi les six que nous avons définis suivant les spécifications du cahier des charges.

La composition du jury est la suivante :

Rapporteurs  :

- Frédéric Kratz – (PR LVr, ENSI Bourges),  frederic.kratz@ensi-bourges.fr (a encadré des travaux sur l'analyse de sûreté de fonctionnement des systèmes complexes en phase de conception : application à l'évaluation des missions d'un réseau de capteurs de présence humaine).
- Zineb SIMEU-ABAZI – (MCf HDR - G-SCOP-UJF-INPG) zineb.simeu-abazi@g-scop.inpg.fr (a encadré des travaux sur l'évaluation de la SdF de systèmes électroniques embarqués avec Eurocopter

Examinateurs  :

L. Ebrard ( INess Université de Strasbourg) - Section 63 (laboratoire co contractant dans le projet CETIM)
José Ragot (CRAN ENSEM), jose.ragot@ensem.inpl-nancy.fr
Jean-François Aubry (CRAN, ENSEM), jean-francois.aubry@ensem.inpl-nancy.fr
Olaf Malassé (A3SI, Arts et Métiers ParisTech) olaf.malasse@ensam.eu

Invités  :

Jean-Claude Boehm (correspondant CETIM du projet)
Nicolas Hérault (Université de Corse)
Karim Hamidi (ingénieur , docteur, IRSN)

" Modélisation et estimation d'état pour la navigation de projectiles "
(Thèse Bertrand GRANDVALLET)

Résumé:

Ce travail de thèse est réalisé en collaboration entre le Centre de Recherche en Automatique de Nancy (CRAN) et l'Institut franco-allemand de recherche de Saint-Louis (ISL). La problématique s'inscrit dans le cadre du développement de munitions guidées, où dans le but de limiter les dommages collatéraux, de nouveaux concepts de projectiles intelligents sont à l'étude. Cette thèse traite du domaine de la navigation embarquée en utilisant des capteurs "bas-coûts", où nous mettons en oeuvre la théorie de l'estimation. Elle apporte une contribution tant sur le plan de la modélisation du système et des capteurs utilisés, que d'un point de vue théorique au travers de la synthèse de nouvelles méthodes de filtrage temps-réel, et ce notamment par la mise en oeuvre d'approches à horizons glissants. Une validation des concepts sur des mesures réelles est finalement effectuée, afin de pouvoir à terme réaliser un prototype opérationnel.

Mots-Clés:

Projectiles, Modélisation, Estimateurs non-linéaires, Filtre de Kalman étendu.

Jury:

M. Daniel Alazard (ISAE-ONERA, Université de Toulouse, rapporteur)
M. Rogelio Lozano (CNRS-HEUDIASYC, Université de Compiègne, rapporteur)
M. Mohamed Boutayeb (UHP-CRAN, Nancy-Université, Directeur de thèse)
M. Sébastien Changey (ISL, Saint Louis, co-encadrant)
Mme Eva Crück (DGA-DS-MRIS, Bagneux, invitée)
M. Michel de Mathelin (LSIIT-IRCAD, Université de Strasbourg, examinateur)
M. Olivier Sename (GIPSA-lab, INP-ENSE3, Grenoble INP, examinateur)
M. Ali Zemouche (UHP-CRAN, Nancy-Université, co-encadrant)

" Contribution à la modélisation d'un système de conduite interactive d'un procédé industriel "
(Thèse Anca Maria NAGY-KISS )

Résumé :
Cette thèse traite de l'analyse et de la synthèse de multimodèles pour la simplification de modèles, l'estimation d'état et le diagnostic des systèmes non linéaires caractérisés par une ou plusieurs échelles de temps. Ces travaux visent, dans un premier temps, à développer une procédure systématique de transformation d'un système non-linéaire en le récrivant sous une forme multimodèle, en évitant quelques inconvénients majeurs : la transformation est réalisée sans perte d'information, le choix de différents points de fonctionnement n'est plus nécessaire, le choix de variables de prémisse est réalisé d'une façon systématique. De plus, la méthode offre le choix entre différents multimodèles. Ce degré de liberté sera utilisé pour faciliter les études de contrôlabilité, d'observabilité et d'analyse de stabilité. Dans un deuxième temps, l'obtention de la forme à perturbations singulières d'un système non linéaire est proposée, en éliminant quelques contraintes structurelles et en rendant l'identification et la séparation des échelles de temps indépendante de la structure du modèle. Dans un troisième temps, la synthèse de plusieurs observateurs robustes vis-à-vis des perturbations, des erreurs de modélisation et des entrées inconnues a été réalisée afin de reconstruire l'état et l'entrée inconnue du système. La difficulté de cette étude provient du fait que le multimodèle utilisé dépend de variables de prémisse non mesurables, situation qui n'est pas intensivement étudiée, alors qu'elle est naturellement issue de l'approche par transformation système non linéaire - multimodèle. Ensuite, le diagnostic de défauts de systèmes est réalisé au moyen de bancs d'observateur à entrées inconnues permettant la génération et la structuration de résidus indicateurs de défauts. Finalement, tous les travaux proposés sont appliqués au modèle d'une station d'épuration, Activated Sludge Model No.1, qui est largement utilisé dans le domaine du traitement des eaux usées.

Jury :

Rapporteurs :
    Jean Philippe CASSAR        Professeur à l'Université des Sciences et Technologies de Lille
    Mohammed M'SAAD          Professeur à l'Université de Caen Basse-Normandie

Examinateurs :
    Denis DOCHAIN                Professeur à l'Université catholique de Louvain, Belgique
    José RAGOT                       Professeur à l'INPL ( Directeur de thèse ) 
    Gilles MOUROT                  Ingénieur de Recherche à INPL ( Co-directeur de thèse )
    Benoît MARX                      Maître de conférences à l'INPL ( Co-encadrant de thèse ) 
    Georges SCHUTZ               Chercheur à CRP Henri Tudor, Luxembourg

" Contribution à la modélisation d'un système de conduite interactive d'un procédé industriel "
(Thèse Dragos Dobre)

Résumé :

Les travaux présentés dans ce mémoire s'inscrivent dans le contexte de l'Ingénierie d'un Système Interactif d'Aide à la Conduite (SIAC) d'un procédé industriel. Nous défendons l'intérêt d'améliorer l'interactivité numérique entre un procédé et un agent (opérateur de conduite, rondier) qui applique des procédures de conduite.
L'originalité du SIAC consiste à encapsuler le système physique par un canal d'objets logiques afin de mieux équilibrer la distribution des rôles entre l'humain et le système technique de soutien. Ce SIAC fournit aux opérateurs et aux rondiers des services d'aide à la conduite tels que la localisation des équipements, l'autorisation des actions à exécuter et la validation des actions exécutées, de même que la gestion des contraintes d'exclusion et de dépendances entre actions, imposées par la physique du procédé.
La spécification de ce système sociotechnique interprète les travaux des « Problem Frames » en génie informatique pour proposer un procédé de modélisation itératif dans le cadre d'une Ingénierie Système Basée sur des Modèles (ISBM). Cette ISBM s'appuie sur le langage SysML, dont la syntaxe et la sémantique sont spécialisées pour supporter le procédé de modélisation proposé. Cette spécialisation met en correspondance les artéfacts clés extraits à la fois des bonnes pratiques de l'Ingénierie Système et des bonnes pratiques de SysML.

Jury :

Rapporteurs :
M. Pascal BERRUET   (Professeur à l'Université de Bretagne-Sud)
M. Bernard THIRION     (Professeur à l'Université de Haute Alsace)

Examinateurs :
Mme. Catherine DEVIC  (Responsable de groupe EDF R&D/STEP)
M. David GOUYON     (Maître de conférences à Université Henri Poincaré, Nancy I)

Directeur de thèse :
M. Gérard MOREL  (Professeur à l'Université Henri Poincaré, Nancy I)
Co-directeur de thèse :
M. Eddy BAJIC (Professeur à l'Université Henri Poincaré, Nancy I)

" Restauration et séparation de signaux polynômiaux par morceaux Application à la microscopie de force atomique "
(Thèse Junbo Duan)

Cette thèse s'inscrit dans le domaine des problèmes inverses en traitement du signal. Elle est consacrée à la conceptiond'algorithmes de restauration et de séparation de signaux parcimonieux et à leur application à l'approximation de courbes de forces en microscopie de force atomique (AFM), où la notion de parcimonie est liée au nombre de points de discontinuité dans le signal (sauts, changements de pente, changements de courbure). Du point de vue méthodologique, des algorithmes sous-optimaux sont proposés pour le problème de l'approximation parcimonieuse basée sur la pseudo-norme l0 : l'algorithme Single Best Replacement (SBR) est un algorithme itératif de type « ajout-retrait » inspiré d'algorithmes existants pour la restauration de signaux Bernoulli-gaussiens. L'algorithme Continuation Single Best Replacement (CSBR) est un algorithme permettant de fournir des approximations à des degrés de parcimonie variables. Nous proposons aussi un algorithme de séparation de sources parcimonieuses à partir de mélanges avec retards, basé sur l'application préalable de l'algorithme CSBR sur chacun des mélanges, puis sur une procédure d'appariement des pics présents dans les différents mélanges. La microscopie de force atomique est une technologie récente permettant de mesurer des forces d'interaction entre nanoobjets. L'analyse de courbes de forces repose sur des modèles paramétriques par morceaux. Nous proposons un algorithme permettant de détecter les régions d'intérêt (les morceaux) où chaque modèle s'applique puis d'estimer par moindres carrés les paramètres physiques (élasticité, force d'adhésion, topographie, etc.) dans chaque région. Nous proposons finalement une autre approche qui modélise une courbe de force comme un mélange de signaux sources parcimonieux retardées. La recherche des signaux sources dans une image force-volume s'effectue à partir d'un grand nombre de mélanges car il y autant de mélanges que de pixels dans l'image.

Jury :
Rapporteurs :
J. Mars Professeur à l'INP Grenoble, (GIPSA-LAB, Grenoble)
C. Heinrich Professeur à l'Université Louis Pasteur (LSIIT, Strasbourg)
Examinateurs :
R. Lengelle Professeur à l'Université Technologie de Troyes (UTT, Troyes)
D. Brie Professeur à l'Université Henri Poincaré, Nancy 1 (CRAN, Nancy)
C. Soussen MCF à l'Université Henri Poincaré, Nancy 1 (CRAN, Nancy)
J. Idier Directeur de recherche au CNRS (IRCCyN, Nantes)
Invité :
G. Francius Chargé de Recherche au CNRS (LCPME, Nancy)

" Qualité de service et qualité de contrôle d'un Système Discret Contrôlé en Réseau Sans Fil : proposition d'une approche de co-conception appliquée au standard IEEE 802.11 "
(Thèse Gilbert HABIB)

Résumé:

L'utilisation de la communication sans fil dans les applications de contrôle industriel offre de nombreux avantages comme la réduction des coûts de câblage, la souplesse de la mise en service, la reconfiguration ou encore la mobilité des dispositifs de contrôle. Toutefois, la communication sans fil souffre de nombreux inconvénients tels que la perte d'information, les phénomènes de gigue ou encore des délais de bout en bout aléatoires. Ces problèmes sont essentiellement induits par la caractéristique non déterministe du comportement de la communication sans fil qui peut avoir un impact négatif sur la stabilité, la performance en temps réel et la fiabilité du système de contrôle.

L'objectif de ce travail porte sur l'amélioration des performances de Systèmes Discrets Contrôlés via un Réseau Sans fil (SDCR sans fil). Ses systèmes sont caractérisés par une commande logique distribuée sur des automates programmables (API) et/ou des boîtiers d'entrées/sorties déportés communiquant via un réseau de communication sans fil au standard IEEE 802.11 (Wi-Fi).

L'approche proposée repose sur un processus de co-conception basé :

- sur une modélisation conjointe des comportements de la commande et du réseau au travers de modèles SED déterministes pour la commande et stochastiques pour le réseau, et sur la simulation pour évaluer les performances des SDCR sans fil et notamment leur temps de réponse

- la proposition d'un algorithme qui alloue dynamiquement les priorités définies par le standard IEEE 802.11e sur les trafics de communication en fonction des besoins et des états de la commande; cet algorithme est évalué sur un cas d'étude, pour lequel la communication sans fil induit des risques de collision entre des équipements d'une installation industrielle, en utilisant l'environnement de simulation précédemment défini. Les simulations montrent une amélioration de la performance du système surtout dans des cas où le réseau est très chargé, en particulier lorsque le système comprend un grand nombre d'équipements.

Membres des jurys:

P. LE PARC (LISyC, Université de Bretagne Occidentale, rapporteur)
A. TOGUYENI (LAGIS, Ecole centrale de Lille, rapporteur)
B. DENIS (Lurpa, ENS Cachan, examinateur)
P. MARANGE (Université Henri Poincaré, Nancy 1, CRAN, examinateur)
T. DIVOUX (Université Henri Poincaré, Nancy 1, CRAN, directeur de thèse)
J.-F. PÉTIN (Université Henri Poincaré, Nancy 1, CRAN, co-directeur de thèse)

" Pour une amélioration de la thérapie photodynamique appliquée à la cancérologie : Potentialités des dendrimères poly(amidoamines) et des Quantum Dots CdTe adressés par l'acide folique. "
(Thèse Vincent MOROSINI)

Résumé :

La thérapie photodynamique (PDT) est un traitement antitumoral reposant sur l'action conjuguée de lumière, de l'oxygène et de photosensibilisateurs (PSs). Les PSs, non toxiques à l'obscurité, vont produire sous l'effet d'une lumière visible de l'oxygène singulet (1O2), toxique pour les cellules. Aujourd'hui, le développement de nouveaux PSs est un enjeu important afin d'augmenter l'efficacité et la sélectivité de la PDT antitumorale. L'efficacité de la thérapie photodynamique est en effet confrontée à certains verrous : les PSs utilisés ne sont pas adaptés à la fenêtre thérapeutique de la PDT, ils subissent un photoblanchiment lors du traitement, et leur nature organique pose des problèmes en milieu biologique. Ils présentent également des problèmes de sélectivité envers les tissus tumoraux à traiter. Dans le cadre de cette thèse, trois approches visant une amélioration de la PDT anticancéreuse ont été développées : la vectorisation, l'adressage, et l'emploi de nouveaux PSs.

Dans un premier temps, la synthèse de structure PS/vecteur a permis de développer des structures hydrophiles capables de vectoriser des PSs hydrophobes. Des porphyrines ont ainsi été greffées asymétriquement sur des dendrimères polyamidoamine (PAMAM). La conservation des propriétés photophysiques des PSs après leur couplage au dendrimère a été mise en évidence par une étude de l'absorbance, de la fluorescence et de la production en 1O2 de ces structures.

Une étude a ensuite été menée sur l'utilisation de quantum dots (QDs) adressés par l'acide folique (AF). Les QDs sont des nanoparticules de semi-conducteurs qui, grâce à la modularité de leurs propriétés photophysiques et leur capacité à résister au photoblanchiment, peuvent être utilisés comme nouvelle classe de PSs. L'étude de la synthèse de ces QDs a permis d'élaborer des QDs monodisperses hydrophiles dont les propriétés photophysiques d'absorption vont être adaptées à la fenêtre thérapeutique de la PDT, c'est-à-dire situées dans la région proche infrarouge du spectre.

Ces QDs ont par la suite été couplé à l'AF via un bras espaceur de type polyéthylène glycol. Une étude préliminaire réalisée in vitro a tout d'abord été menée afin de mettre en évidence le caractère fluence-dépendant de l'activité photodynamique de ces QDs couplés à l'AF.

Des études in vitro réalisées dans une approche de plan d'expérience ont ensuite été réalisées. Cette approche mathématique a permis de mettre en évidence l'affinité accrue des QDs couplés à l'AF envers les cellules tumorales surexprimant le récepteur à l'AF, ainsi que de l'impact des différents facteurs expérimentaux (concentration en QDs, fluence, temps d'incubation, lignée cellulaire) sur la réponse cellulaire. Il a ainsi été possible de hiérarchiser ces différents facteurs expérimentaux selon leur influence sur l'activité photodynamique des QDs couplés à l'AF et ainsi déterminer les conditions expérimentales d'utilisations de ces QDs pour une efficacité optimale de la PDT dans le domaine expérimental étudié.

Membres du jury :

Rapporteurs : Stéphane ROUX, Institut UTINAM, Université de Franche-Comté

Marc VERELST, CEMES, Toulouse


Examinateurs : Muriel BARBERI-HEYOB, CRAN section IPS, CAV Brabois

Céline FROCHOT, LRGP-ENSIC, Nancy

Raphaël SCHNEIDER, LRGP-ENSIC, Nancy

Jean-Olivier DURAND, Institut Charles Gerhardt, Université de Montpellier

" Contribution à la maintenance proactive par la formalisation du processus de pronostic des performances de systèmes industriels "
(Thèse Pierre COCHETEUX)

Les contraintes des marchés et les attentes de la société vis-à-vis des systèmes industriels en termes économique, sécuritaire, environnementaux… requièrent de considérer les performances de ces derniers de façon globale sur l'ensemble de leur cycle de vie. Cela nécessite de mettre en synergie, par exemple avec des ingénieries couplées dès la conception, le système principal et ses systèmes contributeurs, et notamment celui de soutien avec son processus pivot de maintenance. Cette focalisation intégrative sur la maintenance a conduit à évoluer d'anciennes pratiques de maintenance vers de nouvelles plus proactives faisant émerger des stratégies prévisionnelles dont le processus clé est le pronostic. Cependant ce processus fait l'objet d'un réel manque de formalisation et les travaux existants restent principalement centrés sur les composants, sans prendre en compte les performances des systèmes. Ainsi notre contribution porte sur la proposition d'architectures génériques de pronostic système permettant d'obtenir les évolutions futures des dégradations/défaillances des composants et des performances de niveaux système/sous-systèmes/composants : soit directement par un pronostic adapté, soit par modélisation de la causalité dysfonctionnelle sous forme de relations logiques supportées par un réseau de neurones flou ANFIS. Une méthodologie est associée pour définir les indicateurs de dégradation et de performance, aboutissant à la réalisation des architectures. Enfin la faisabilité de cette approche est démontrée sur un système de déroulage/pressage de la plateforme TELMA.

Jury :

Rapporteurs :
M. Mustapha OULADSINE (Professeur à l'Université Paul Cézanne, Aix-Marseille III)
M. François PERES (Professeur à l'Ecole Nationale d'Ingénieurs de Tarbes)

Examinateurs :
M. Dimitris KIRITSIS (Professeur Assistant à l'EPFL (Suisse))
Mme Liliane PINTELON (Professeur à la Katholieke Universiteit Leuven (Belgique))
M. Nidhal REZG (Professeur à l'Université Paul Verlaine de Metz)
M. Alexandre VOISIN (Maître de conférences à Université Henri Poincaré, Nancy I)

Directeur de thèse :
M. Benoît IUNG (Professeur à l'Université Henri Poincaré, Nancy I)
Co-directeur de thèse :
M. Eric LEVRAT (Maître de conférences à l'Université Henri Poincaré, Nancy I)

" Localisation et caractérisation du déroulement de la crise d'épilepsie temporale "
(Thèse Hugo VELEZ-PEREZ)

Résumé :

L'épilepsie est une maladie chronique caractérisée par la une prédisposition cérébrale durable à générer des crises d'épilepsie. Ces crises résultent d'une synchronisation brutale et excessive d'une population de neurones plus ou moins
importante. Elle touche près de 50 millions de personnes dans le monde. Un traitement pharmacologique peut être la solution thérapeutique dans 80% des cas. En revanche pour les 20% de patients restant, la traitement chirurgical est à envisager comme
un traitement « curatif ». La localisation précise de la Zone Epileptogène (ZE) devient un problème crucial pour ce type de traitement. Les modalités pour le diagnostic de localisation sont très diverses : la sémiologie et les techniques électro-physiologiques (ECoG, MEG et EEG), l'imagerie (IRM, TEP, TEMP). Malgré des avancées technologiques et méthodologie de ces techniques, il est parfois nécessaire d'avoir recours à la Stéréo ElectroEncéphalographie (SEEG, électrodes de profondeur) technique invasive pour affiner la localisation de la ZE. Dans tous les cas et au préalable, une étude clinique des signaux
d'EEG de surface est menée pour caractériser la crise d'épilepsie et aider à définir les structures cérébrales d'origines. Cependant les signaux recueillis à la surface du scalp sont très perturbés pour le bruit et les artefacts oculaires et musculaires et fournissent des informations relativement diffuses et régionales.

Ce travail a pour objectif d'extraire des descripteurs des signaux d'EEG de surface qui peuvent conduire à la caractérisation de la dynamique spatio-temporelle des crises partielles du lobe temporal. La voie choisie est celle de l'étude des relations
multidimensionnelles inter-voies de surfaces. Des méthodes d'estimation de relations inter-voies éprouvées sur des signaux de profondeurs SEEG ont été adaptées sur des signaux de surface. Les méthodes appliquées sont paramétriques symétriques et non
symétriques telles que l'inter-spectre, la cohérence (C), la Directed Transfert Function (DTF) ou la Partial Directed Coherence (PDC). Les performances de ces méthodes sont évaluées en fonction du rapport signal sur bruit sur des signaux sources générés et pour différentes configurations de modèles de relations. Ces relations sont estimées sur des EEG réels contenant une crise. La détection de fortes relations inter-voies est exploitée pour latéraliser puis caractériser la crise. Toutes les méthodes sont appliquées sur des signaux EEG bruts et des signaux EEG prétraités. Après une étape de séparation de sources, et de débruitage le prétraitement consiste à discriminer automatiquement les différentes sources de signaux en 4 classes : les artefacts oculaires et musculaires, l'ECG et des sources électro-physiologiques cérébrales. L'EEG prétraité est alors reconstruit uniquement avec les sources de la classe dite ‘cérébrales'. Les rés!
ultats obtenus sur 51 crises montrent que le prétraitement améliore la détection et le taux de bonnes latéralisations.

Une méthode de couplage entre l'inter-spectre et les méthodes paramétriques directives permet d'augmenter la caractérisation des crises.

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*Membres du Jury :*

*Rapporteurs :*
Catherine MARQUE, LBB, Université de Compiègne
Fabrice BARTOLOMEI, UFR Marseille

*Examinateurs : *
Valeriu VRABIE, UFR Sciences Exactes et Naturelles - Reims
Michel DUFAUT,  CRAN-INPL
Radu RANTA,  CRAN-INPL
Valérie LOUIS-DORR, CRAN-INPL
Louis MAILLARD (CHU de Nancy)

" Propositions de méthodes pour adapter le réseau aux contraintes d'applications temps-réel "
(Thèse Idriss DIOURI)

Résumé :

L'étude des Systèmes Contrôlés en Réseaux (SCR) supports d'applications collaboratives, distribuées et interconnectées par un réseau repose sur l'identification des exigences de fonctionnement de l'application appelées Qualité de Contrôle (QdC), et sur l'évaluation des performances du réseau pour obtenir son niveau de Qualité de Service (QdS). Par souci de simplification, les travaux sur les systèmes en réseau se repartissent selon deux approches : la première compense les perturbations générées par les communications au niveau de l'application (commande en réseau). La seconde adapte les performances du réseau en fonction des besoins applicatifs (commande de réseau). Cette thèse se positionne sur la deuxième approche avec une recherche axée sur la modélisation des mécanismes d'ordonnancement implémentés dans les équipements réseau et notamment dans des commutateurs Ethernet qui sont de plus en plus utilisés dans les applications industrielles. Ce travail de recherche étudie plus particulièrement comme paramètre de QdS, les délais induits par le réseau qui engendrent des perturbations sur le système à commander (stabilité, temps de réponse). Ce travail a débuté dans le cadre du projet Européen NeCST, et s'est poursuivi avec le projet ANR Safe_NeCS. Cette thèse propose deux modèles de Classification de Service reposant sur des ordonnanceurs WRR (Weighted Round Robin). La première modélisation suit une approche constructive en utilisant la théorie du calcul réseau. La seconde s'appuie sur une phase d'identification à partir de simulations numériques et de la logique floue.
Dans les deux cas, le but est de pouvoir offrir une bande passante suffisante pour le trafic contraint temporellement (messages de contrôle/commande) tout en maximisant la bande passante dédiée aux autres trafics (pour éviter des effets famine). L'approche calcul réseau permet de configurer le réseau « hors ligne » pour répondre à des contraintes temporelles strictes de systèmes contrôlés en réseaux. Cependant, le caractère pessimiste du calcul réseau se fait au détriment de la bande passante allouée aux trafics non contraints. La solution basée sur la logique floue autorise une commande dynamique de l'ordonnanceur pour ajuster « en ligne » le réseau en fonction des variations du trafic. Elle ne peut s'appliquer qu'à des systèmes contrôlés en réseaux ayant des contraintes de temps souples.

Jury :

P. FRAISSE   (Université Montpellier 2, LIRMM, rapporteur)
D. SIMON (INRIA Rhône-Alpes, rapporteur)
M. DAMBRINE (Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis, LAMIH,
examinateur)
V. BOMBARDIER (Université Henri Poincaré, Nancy 1, CRAN, examinateur)
J.-P. GEORGES (Université Henri Poincaré, Nancy 1, CRAN, examinateur)
E. RONDEAU (Université Henri Poincaré, Nancy 1, CRAN, directeur de thèse)

" Contributions à l'identification de modèles paramétriques non linéaires. Application à la modélisation de bassins versants ruraux. "
(Thèse Vincent LAURAIN)

Résumé :

La procédure d'identification consiste à rechercher un modèle mathématique adéquat pour un système dynamique étudié à partir de données expérimentales. Alors que l'identification de système est orientée majoritairement pour répondre aux problèmes industriels depuis les années 90, l'identification de systèmes naturels reste cruciale pour une meilleure compréhension de notre environnement. Cette thèse vise à apporter une solution au problème de modélisation de la relation pluie/débit dans un bassin versant rural.  Un bassin versant est défini comme la portion de territoire délimitée par des lignes de crête, dont les eaux alimentent un exutoire commun : cours d'eau, lac, mer, etc.
L'identification de la relation pluie/débit est un problème stimulant, de par la complexité à trouver une structure de modèle définissant le comportement du bassin dans son ensemble. De plus, dans les bassins ruraux, il y a une grande variabilité spatio-temporelle des propriétés du sol tant au niveau de la végétation, du type de sol ou de l'évapotranspiration et seulement une partie de la pluie totale ruisselle et contribue au débit à l'exutoire. Dans ce cas, les modèles linéaires ne sont pas adaptés et ne peuvent délivrer de modèle acceptable pour la relation pluie/débit. 
A cet effet, deux structures de modèles non-linéaires sont étudiées : les modèles Hammerstein et les modèles Linéaires à Paramètres variants (LPV). La contribution principale de cette thèse réside dans le développement de méthodes dédiées à l'estimation de ces modèles, à temps discret ou continu, opérant en boucle ouverte ou fermée, en se concentrant sur le cas réaliste où le bruit de sortie est coloré et indépendant du processus étudié : le cas Box--Jenkins (BJ). De plus, les méthodes proposées ont été conçues spécialement pour fournir des résultats utiles dans le cas réel où le modèle de bruit est inconnu ou mal évalué.
Finalement,  ces méthodes sont utilisées sur des données réelles, acquises sur un bassin versant rural situé à Rouffach, Alsace, France et un processus d'identification innovant est proposé pour la modélisation de la relation pluie/débit.

Jury :

M. Michel Gevers (Université de Louvain-la-neuve, rapporteur)
M. Qinghua Zhang (INRIA Rennes, rapporteur)
M. Lennart Ljung (Université de Linkoping, examinateur)
M. Luc Dugard (GIPSA, examinateur)
M. Hugues Garnier (UHP, directeur de thèse)
Mme. Marion Gilson (UHP, co-directeur de thèse)

" Commandes coopératives embarquées et tolérantes aux défauts "
(Thèse Kamel Menighed)

Résumé :

Le travail présenté dans ce mémoire de thèse porte sur la tolérance aux défauts dans le cas des systèmes linéaires. Les moyens de communication numériques sont utilisés dans le cadre de la mise en oeuvre d'une architecture de commande tolérante aux défauts pour des systèmes complexes. Une coopération entre les modules de commande/diagnostic assure la tolérance à certains types de défauts qui affectent le système. La commande des systèmes est traditionnellement réalisée à partir d'un calculateur central qui collecte l'ensemble des informations relevées sur le procédé, puis les traite pour élaborer un ensemble de commande qui est appliqué au procédé. Avec le
développement des systèmes commandés en réseaux (Networked Control System) et des systèmes embarqués, l'architecture des systèmes s'oriente vers une distribution des algorithmes de commande et de diagnostic. On se propose d'aborder le problème de la conception des stratégies de distribution de diagnostic/commande et de coopération des tâches de commande entre les sous-contrôleurs associés à chaque sous-système qui composent le système complexe et de prendre en compte les défauts des actionneurs et de capteurs affectant les sous-systèmes. Il s'agit alors d'élaborer une stratégie de commande coopérative visant à compenser les effets des défauts affectant le système. Les commandes locales sont des commandes prédictives à base de modèle (MPC : Model Predictive Control). Une analyse de stabilité a été faite en prenant en considération la défaillance du réseau de communication.

Mots-clés :
Commande tolérante aux défauts, Diagnostic du défauts, Commande coopérative, Structure distribué, Système complexe.

Directeur de thèse :
Christophe Aubrun, Professeur à l'Université Henri Poincaré, Nancy1
Co-directeur de thèse:
Joseph julien Yamé, MCF à à l'Université Henri Poincaré, Nancy1

Rapporteurs :
M.Ahmed El hajjaji, Professeur à l'Université Jules Verne, Picardie
M.Laurent Cauffriez, HDR à l'Université de Valenciennes et du Hainaut,Cambrésis


Examinateurs :
M. Didier Maquin, Professeur à Institut National Polytechnique de Lorraine, Nancy
Mme. Anne-Lise Gehin, MCF à l'Université de Lille, Lille

" Réconciliation de données en présence d'incertitudes de modèle. Application au convertisseur à oxygène. "
(Thèse Julien Francken )

Résumé :

Dans le domaine sidérurgique, l'ajustement des commandes de  préréglage de façon à atteindre les objectifs définis par le cahier  des charges est un problème courant. Les procédés de traitement par  lots (ou traitement batch) utilisant ce type de commande sont  essentiellement axés sur la transformation de matériaux bruts en  produits raffinés. L'objectif de ces systèmes de commande est  d'obtenir des produits de qualité imposée ; ceux-ci se révèlent  malheureusement sensibles aux conditions opératoires. De plus, on  observe fréquemment des variations de comportement d'un lot à  l'autre, ce qui nécessite de modifier les paramètres des modèles  employés pour les préréglages suivants. Cela est particulièrement  vrai pour le convertisseur à oxygène où les informations rassemblées  pendant une coulée spécifique servent à ajuster les points de  consigne de la coulée suivante. Jusqu'à présent, le mécanisme  d'adaptation des préréglages relevait d'une stratégie plus ou moins  expérimentale.

Dans cette thèse, nous présentons donc une méthode de validation de  données s'appuyant sur un modèle incertain. Cette approche est  originale en ce sens que, le plus fréquemment, les méthodes de  validation de données les plus courantes font l'hypothèse que le  modèle du système est connu parfaitement. Ici, les incertitudes  portant sur les mesures des variables et sur la connaissance des  paramètres du modèle sont simultanément prises en compte pour fournir  des estimées cohérentes qui pourront être mises à profit par le  système de contrôle-commande du convertisseur à oxygène, en  particulier lors du préréglage de celui-ci.
L'estimation paramétrique étant sensible à la présence de mesures  aberrantes, ce qui est fréquent dans ce type d'installation opérant  dans des milieux très perturbés, la méthode proposée a été rendue  robuste à la présence de ces informations erronées par la prise en  compte, dans la méthode d'estimation, de la notion de distribution  statistique contaminée. De façon à pouvoir discriminer les erreurs de  mesures des incertitudes paramétriques, l'estimation s'effectue sur  des horizons glissants permettant de régler différemment les facteurs  d'oubli relatifs aux estimations des variables et des paramètres.
Le modèle du convertisseur a été établi sur la base des principes de  conservation de masse et d'énergie, mais aussi sur des relations  d'équilibre chimique pour lesquelles certains paramètres sont assez  mal connus ce qui justifie pleinement l'approche utilisée. Les  estimations des variables et des paramètres fournissent une image  plus juste de l'état réel du système ce qui en facilite la conduite.  Appliquée au convertisseur à oxygène, cette méthode permet  l'actualisation du modèle de calcul de charge utile au préréglage. De  plus, le suivi de l'évolution de certains paramètres du modèle permet  d'évaluer un niveau de dégradation du système (par exemple,  l'endommagement du réfractaire de la poche)

" Analyses de sensibilité et d’identifiabilité globales. Application à l’estimation des paramètres en thérapie photodynamique "
(Thèse Simon DOBRE)

Résumé :

La thérapie photodynamique (PDT) est un traitement médical destiné en particulier à certains types de cancer. Elle utilise un agent photosensibilisant qui se concentre dans les tissus pathologiques. Cet agent est ensuite activé par une lumière d'une longueur d'onde précise produisant, après une cascade de réactions, des espèces réactives de l'oxygène qui endommagent les cellules cancéreuses. Cette thèse aborde la modélisation mathématique de la phase photocytotoxique du traitement et plus précisément les analyses d’identifiabilité et de sensibilité des paramètres du modèle dynamique non linéaire retenu.

Après avoir précisé différents cadres d’analyse d’identifiabilité, nous nous intéressons plus particulièrement à l’identifiabilité a posteriori, pour des conditions expérimentales fixées, puis à l’identifiabilité pratique qui prend en plus en compte les bruits de mesure. Pour ce dernier cadre, nous proposons une méthodologie d’analyse locale autour de valeurs particulières des paramètres. En ce qui concerne l’identifiabilité des paramètres du modèle dynamique de la phase photocytotoxique de la PDT, nous avons montré que les dix paramètres sont localement identifiables a posteriori mais que seulement l’un d’entre eux l’est en pratique. Néanmoins, ces résultats locaux demeurent insuffisants en raison des larges plages de variation possibles des paramètres du modèle et nécessitent d’être complétés par une analyse globale.

Le manque de méthode visant à tester l’identifiabilité globale a posteriori ou pratique, nous a orientés vers l’analyse de sensibilité globale de la sortie du modèle par rapport à ses paramètres. Une méthode d’analyse de sensibilité globale fondée sur l’étude de la variance a permis de mettre en évidence trois paramètres sensibilisants.

Il nous a alors paru opportun d’examiner les liens entre les analyses globales d’identifiabilité et de sensibilité des paramètres. Nous abordons ce point en employant une décomposition particulière de la variable de sortie du modèle sur une base de fonctions appropriée à cette analyse, appelée décomposition de Sobol’. Nous montrons alors que les liens suivants existent : une fonction de sensibilité totale nulle implique un paramètre non-identifiable; deux fonctions de sensibilité colinéaires impliquent la non-identifiabilité mutuelle des paramètres en question ; la non-injectivité de la sortie par rapport à un de ses paramètres peut aussi entrainer la non-identifiabilité du paramètre en question mais ce dernier point ne peut être détecté en analysant les fonctions de sensibilité uniquement. En somme, la détection des paramètres non globalement identifiables dans un cadre expérimental donné à partir de résultats d’analyse de sensibilité globale ne peut être que partielle. Elle permet d’observer deux (sensibilité nulle ou négligeable et sensibilités corrélées) des trois causes de la non-identifiabilité.

Jury :

Mme. Isabelle Queinnec (LAAS, rapporteur)
M. Claude Moog (IRCCyN, rapporteur)
M. Eric Bullinger (Université de Liège, examinateur)
M. Didier Wolf (INPL, examinateur)
M. Thierry Bastogne (UHP, directeur de thèse)
M. Alain Richard (UHP, co-directeur de thèse)
Mme. Muriel Barberi-Heyob (CAV, invitée)

" Safety and fault-tolerant control systems in nuclear power plants "

Prof. Jin JIANG, The University of Western Ontario, London, Canada - Professeur Invité à l'UHP, Nancy 1 ( http://www.eng.uwo.ca/people/jjiang/website/ts.htm)

Résumé:
In this talk, a brief introduction to control systems in existing nuclear power plants is presented first. The concept of safety and process control systems is clarified. In any safety-critical applications, such as a nuclear power plant, an important role that the safety control system plays is to maintain the safety of entire plant operation in the presence of system failures. A logic way to distinguish a safety-critical application from a non-safety- critical application is by the risks that they could potentially inflict if something has gone wrong during operation. Subsequently, a nature way to measure the effectiveness of a safety control system is in terms of its risk reduction capabilities. To
be an effective safety control system, its reliability has to be sufficiently high; and its availability has to be larger than the meantime to failure of the system components. The design process for safety control systems will be examined in terms of their fault- tolerance architecture and implementation techniques. Some international standards governing safety and fault-tolerant control systems will also be discussed in this talk. Finally, academic research in the area of fault-tolerant control systems is examined in relation to practical applications of safety control systems in safety critical applications.

" Contribution à la détection et à l'analyse des signaux EEG épileptiques : débruitage et séparation de sources "
(thèse Rebeca ROMO VAZQUEZ)

Résumé :

L'objectif principal de cette thèse est le pré-traitement des signaux d'électroencéphalographie (EEG). En particulier, elle vise à développer une méthodologie pour obtenir un EEG dit « propre » à travers l'identification et l'élimination des artéfacts extra-cérébraux (mouvements oculaires, clignements, activité cardiaque et musculaire) et du bruit. Après identification, les artéfacts et le bruit doivent être éliminés avec une perte minimale d'information, car dans le cas d'EEG, il est de grande importance de ne pas perdre d'information potentiellement utile à l'analyse (visuelle ou automatique) et donc au diagnostic médical.

Plusieurs étapes sont nécessaires pour atteindre cet objectif : séparation et identification des sources d'artéfacts, élimination du bruit de mesure et reconstruction de l'EEG « propre ». A travers une approche de type séparation aveugle de sources, la première partie vise donc à séparer les signaux EEG dans des sources informatives cérébrales et des sources d'artéfacts extra-cérébraux à éliminer. Une deuxième partie vise à classifier et éliminer les sources d'artéfacts et elle consiste en une étape de classification supervisée. Le bruit de mesure, quant à lui, il est éliminé par une approche de type débruitage par ondelettes. La mise en place d'une méthodologie intégrant d'une manière optimale ces trois techniques (séparation de sources, classification supervisée et débruitage par ondelettes) constitue l'apport principal de cette thèse.

La méthodologie développée, ainsi que les résultats obtenus sur une base de signaux d'EEG réels (critiques et inter-critiques) importante, sont soumis à une expertise médicale approfondie, qui valide l'approche proposée.

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*Membres du Jury :*

*Rapporteurs :*

Sylvie CHARBONNIER (GIPSA-lab, St Martin d'Hères)

Christian VASSEUR LAGIS (Université des Sciences et Technologies de Lille)

*Examinateurs : *

Philippe DERAMBURE (Hôpital Roger Salengro, Lille)

Valérie LOUIS-DORR (CRAN, Nancy)

Didier MAQUIN (CRAN, Nancy)

Radu RANTA (CRAN, Nancy)

Louis MAILLARD (CHU de Nancy)