Avec la complexité croissante des circuits VLSI, la recherche de méthodes formelles de conception de circuits devient nécessaire pour atteindre l'objectif de circuits zéro-défaut dans les délais escomptés. Dans le cadre des circuits digitaux synchrones, nous proposons une méthodologie de conception de circuits descendante par transformations de programmes. La transformation de programmes consiste à dériver une réalisation à partir de sa spécification comportementale de haut niveau. La synthèse de circuits par transformations de programmes qualifie ce processus de réalisation. Pour cela, nous avons choisi deux langages: l'un pour spécifier le comportement d'un circuit et l'autre pour décrire sa réalisation. Ces deux langages sont des sous-langages du langage purement fonctionnel Miranda. Un circuit digital est spécifié à un niveau comportemental pur. Chaque transformation produit une nouvelle description, équivalente à celle de départ. A une certaine étape des transformations, la forme de la spécification prend un sens en termes de circuit. Cette forme est obtenue par application de transformations particulières que sont le schéma d'introduction de flots ou le théorème de réalisation. Les transformations suivantes ont pour but d'optimiser le circuit. Une réalisation de circuit ainsi obtenue est correcte par construction. Une preuve a posteriori n'est donc pas nécessaire. La première partie de cette thèse présente une étude bibliographique des recherches qui ont été effectuées dans le domaine de la conception de circuits digitaux zéro défaut. La seconde partie propose une méthodologie de conception de circuits digitaux synchrones, un langage de description de circuits, des schémas de transformations et une stratégie de leur application. Enfin un ensemble d'exemples de synthèse de circuits est donné.

Cette thèse a pour objet la définition de lois de pilotage pour un avion sans pilote doté d'une instrumentation réduite et rustique dans le cadre d'une mission de survol de la mer à très basse altitude. Ces lois ont été conçues en utilisant la méthodologie de placement des valeurs et vecteurs propres et plus précisément le concept original de participation des modes. Celui-ci offre à l'ingénieur la possibilité de visualiser la participation de chaque mode dans les états et les commandes de son système et d'affiner le choix des vecteurs propres désirés en vue d'atteindre les performances recherchées. Afin de pallier le nombre limité de mesures, divers observateurs ont été mis en œuvre. Finalement à partir d'un modèle de l'avion soumis à une turbulence basse altitude et en tenant compte des contraintes pratiques de réalisation, des compensateurs dynamiques latéraux et longitudinaux ont été élaborés.

Cette thèse présente les mécanismes mis en œuvre pour compiler efficacement un langage fonctionnel non strict en un code combinatoire directement exécutable sur mars, un réducteur parallèle de graphes à mémoire partagée réalisé à l'ONERA-CERT. Nous décrivons d'abord brièvement les principes de fonctionnement de MaRS (langage fonctionnel, réduction parallèle de graphe, jeu de combinateurs indexes, architecture générale), ainsi que le point de départ de notre travail, un algorithme itératif permettant l'abstraction de toutes les variables en une seule passe. Nous montrons ensuite comment quelques modifications judicieusement apportées à cet algorithme d'abstraction améliorent de façon notable et même fondamentale la qualité du code généré. On diminue ainsi l'expansion dynamique et la taille du code; de plus, une gestion appropriée des différents modes d'évaluation permet une exploitation pertinente du parallélisme potentiel du programme, ainsi qu'une utilisation optimale des différentes ressources de la machine. Les mesures effectuées sur un simulateur de la machine mettent bien en évidence l'apport des optimisations proposées, et ce, que ce soit en évaluation séquentielle ou en évaluation parallèle. Enfin, nous bâtissons un environnement logiciel permettant de gérer de façon incrémentielle les diverses dépendances existant entre les codes des différentes fonctions d'un programme. Les principes élaborés pour résoudre ce problème assez spécifique s'avèrent d'un intérêt beaucoup plus général.

Dans cette thèse, nous proposons une nouvelle synthèse de commande en boucle fermée, appliquée à des systèmes linéaires discrets et robustes par rapport à un ensemble de paramètres incertains du système. Cette nouvelle mesure de robustesse est basée sur les liaisons existantes entre une mauvaise qualité de l'identification paramétrique en boucle fermée et la bonne robustesse en stabilité et performance du régulateur. Autrement dit, meilleure est la commande, plus mauvaise est la qualité de l'identification. Cette condition est importante car il n'est pas question d'identifier, en temps réel ou différé, les paramètres incertains du système, mais d'utiliser les propriétés du comportement des estimés en régime asymptotique. Nous montrons les liens très étroits avec la méthode PRLQG et celle-ci apparait comme un cas particulier de la technique PRCBI. Les résultats présentés, surtout l'application sur une structure flexible, montrent que cette nouvelle méthode présente une excellente robustesse en stabilité et en performance.

Cette thèse étudie les spécifications d'un système informatique d'assistance au mathématicien s'inspirant de l'activité mathématique naturelle. La démarche est structurée relativement aux trois questions suivantes: 1) quelle est la nature de l'activité mathématique ? ; 2) que peut-on souhaiter pour un tel système ? ; 3) que peut-on proposer ? La partie 1 élabore des modèles cognitifs, se situe en complément du raisonnement heuristique, analyse le langage mathématique et préconise le développement d'une linguistique des mathématiques. Elle étudie des textes de démonstration, et les structures notamment à partir de la notion de preuve à granularité variable. Le cas apparemment simple des manipulations de formules est alors étudié en partie 2 afin de réaliser un assistant mathématicien intelligent (ami), chargé de taches élémentaires dans un atelier mathématique intégré (ami). La partie 3 débute par un état des lieux des mathématiques assistées par ordinateur (mao). Elle propose un modèle de formules basé sur trois structures couplées (apparente, textuelle et mathématique) pour enrichir l'interaction de manipulation de formules. Elle étudie l'analyse et la génération de formules pour le cas du sigma, et montre la complexité des connaissances mathématiques à fournir. Elle présente enfin les mécanismes envisagés pour l'utilisation d'identités remarquables. Cette thèse illustre une approche plus générale : 1) analyse d'une activité conceptuelle via le langage : 2) transcription en une activité naturelle d'assistance par un système ; 3) développement expérimental ascendant de ce système. Le rôle de l'homme est prédominant dans cette approche dite intercom, comme il l'est également dans la problématique générale de l'assistance au travail scientifique. Elle est validée dans cette thèse par un jeu de modèles et de scenarii.

Le travail présenté dans cette thèse est une étude à la fois théorique et pratique de la h-infini synthèse. La partie théorique met l'accent sur la formulation du problème d'optimisation h-infini, les algorithmes de calcul et les conditions de résolution. La partie présente une étude complète et réaliste de la synthèse de lois de commande pour un hélicoptère. En particulier, une première application directe de la méthode h-infini permet de mettre en évidence ses avantages (niveau de performance, traitement explicite de la robustesse vis-à-vis des dynamiques négligées et du compromis performance/robustesse) mais aussi ses faiblesses (complexité des compensateurs, caractéristiques modales médiocres, niveau de robustesse aux variations paramétriques faible). Il s'ensuit qu'une application directe et systématique de la synthèse h-infini ne fournit pas une solution réellement satisfaisante au problème posé. Afin de s'affranchir des difficultés mises en évidence lors de la synthèse directe, une méthodologie de commande mixte est finalement proposée. La structure de commande associée est composée d'une boucle interne qui réalise essentiellement une préstabilisation et un prédécouplage du système en termes de structures propres. Une boucle externe de nature h-infini vient compléter la boucle interne, gère le suivi des consignes et assure la robustesse vis-à-vis de la dynamique négligée. On montre de plus, qu'en regard des lois purement h-infini cette méthodologie de synthèse mixte permet de réduire la complexité de la loi de commande et apporte également une solution satisfaisante aux problèmes de caractère modal et paramétrique soulevés précédemment.

Dans le contexte économique actuel (concurrence accrue, diversification de la production,. . .), les responsables de la production ont besoin d'outils d'ordonnancement et d'aide à la décision de plus en plus performants. On se place dans le cas d'atelier de type job shop. La stratégie d'ordonnancement choisie est de considérer les opérations dans l'ordre chronologique (simulation). Les conflits apparaissant dans une file d'attente devant une machine sont arbitrés par une règle de priorité. Le but recherché est de fournir un outil qui aide le chef d'atelier dans le choix d'une bonne règle de priorité en fonction d'un critère de performance fixe (relatif au retard, au temps de cycle ou aux en-cours). Un générateur d'atelier a été réalisé, permettant la création de configurations diverses. La démarche proposée est la suivante: pour une configuration donnée, caractérisée par un ensemble de paramètres (par exemple le nombre de centres de charge, la durée opératoire moyenne,. . .), les performances des règles de priorité par rapport à un critère sont évaluées à l'aide de la simulation. L'utilisation de techniques d'analyse de données a permis: 1) de mettre en évidence l'existence d'interaction entre une configuration donnée d'atelier et l'ensemble des règles de priorité pour chaque critère, 2) de proposer quelques résultats généraux relatifs aux performances des règles de priorité par rapport aux critères, 3) de choisir un nombre minimum de critères de performance significatifs: retard vrai moyen et maximum, nombre de pièces en retard, temps de cycle moyen, 4) de sélectionner, parmi l'ensemble des paramètres de modélisation, un sous-ensemble de paramètres significatifs. Nous avons construit, sous forme d'arbres, des règles associant à un atelier donné décrit par les valeurs des paramètres significatifs, les 2 ou 3 règles de priorité les plus performantes pour le critère considéré.

Ce mémoire de thèse présente un environnement de programmation pour une cellule flexible d'assemblage multi-robots: SAFIR. Il comprend un mode hors-ligne qui correspond à l'interface opérateur (spécification des graphes d'assemblage contenant plusieurs plans d'assemblage d'un même produit; instanciation des bases de données concernant les pièces à assembler et les liaisons existant entre elles) et un mode en-ligne qui gère et supervise l'exécution des tâches d'assemblage de manière dynamique. L'objectif est de s'adapter, en temps réel, à l'évolution de la cellule (retard de pièces, pannes de ressources. . .). SAFIR utilise une approche distribuée des connaissances sur les pièces, les ressources, les tâches d'assemblage, etc... Son implémentation s'appuie sur les concepts de programmation orientée objet (encapsulation et niveau d'abstraction des données).

Ce mémoire de thèse propose une méthodologie pour tenter de résoudre les problèmes de pilotage dans les systèmes flexibles de production effectuant des opérations d'assemblage. Pour représenter tout système, l'auteur propose d'abord une modélisation suivant la hiérarchie atelier-cellule-poste dans laquelle il redéfinit la notion de cellule en fonction des contraintes d'assemblage. Le pilotage est une gestion à court terme dont le problème principal dans le cas de l'assemblage est d'assurer l'arrivée des pièces à temps et en même temps sur les postes. Le but de la conduite à temps est de respecter les dates au plus tard des ordres de fabrication des produits à réaliser dans le système : la fonction lancement détermine les dates de lancement des pièces brutes et la fonction affectation des priorités permet de contrôler le retard de chacun des ordres. Le but de la conduite en même temps est de respecter les rendez-vous des pièces sur les plots d'assemblage: on gère donc les stocks situés en amont de ces rendez-vous pour éviter les blocages et limiter les attentes sur ces plots. Cette conduite se décompose suivant la hiérarchie de la modélisation en trois problèmes : le choix de la destination suivante pour une pièce, l'autorisation de départ de la pièce vers la destination et le choix du ou des prochaines pièces pour un plot se libérant. L'auteur décrit ensuite le logiciel de simulation aspa (analyse des systèmes de production d'assemblage) mis au point pour valider la modélisation et pour tester les politiques de gestion. On recherche les politiques les plus adaptées dans l'étude de deux applications industrielles : un atelier possédant une boucle centrale et une cellule constituée de convoyeurs en ligne. La conclusion met en valeur l'intérêt du logiciel de simulation développé et de l'approche générale qui permet de modéliser et de piloter tout système de production d'assemblage.

Dans le contexte de l'approche géométrique des systèmes linéaires, une première partie du mémoire est consacrée à l'étude de la caractérisation algébrique de la structure spatiale liée à la commandabilité. Une paramétrisation nouvelle des sous-espaces de commandabilité est donnée dans la base initiale du système, évitant par la même le recours classique au calcul d'une forme canonique. Cette paramétrisation est alors exploitée pour établir une méthode permettant d'engendrer directement par placement de directions propres un sous-espace de commandabilité du système. La seconde partie du mémoire concerne le problème du découplage par blocs des systèmes linéaires. Les résultats classiques de l'approche géométrique sont tout d'abord présentés puis transcrits selon les techniques de placement de directions propres. Une nouvelle approche de résolution du découplage par blocs est ensuite proposée par la mise au point d'une méthode de construction de familles compatibles de sous-espaces de commandabilité.