À partir de la décomposition fonctionnelle d'un système de commande en 2 parties : "opérative" et "commandé", on expose les problèmes de méthodologie pour la réalisation d'un système de commande basé sur un calculateur temps réel et on propose une méthode de travail permettant une décomposition des logiciels calquée sur décomposition fonctionnelle du système de commande. Application à la réalisation d'un système flexible de commande de robots.

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.

L'objectif principal de la programmation logique consiste à combiner facilité d'expression et efficacité d'exécution, selon l'esprit de l'équation de Kowalski : "Algorithme = logique + contrôle". Actuellement, cet objectif n'est pas atteint et, dans la plupart des systèmes de programmation de type Prolog, l'expressivité et l'efficacité sont obtenus l'un au détriment de l'autre. Cette thèse propose une méthodologie de programmation qui résout cette contradiction en optimisant la structure et le comportement des programmes à l'exécution. La méthodologie est basée sur une technique de transformation statique et sur un algorithme de backtracking intelligent dynamique que nous avons développés. Un interpréteur intégrant l'algorithme de backtracking intelligent a été implémenté.

On s’intéresse dans cette thèse, au développement de nouvelles méthodes de synthèse de lois de commande robuste pour les systèmes non stationnaires. Après une étude historique puis une analyse détaillée de la non stationnarité, le problème central de la synthèse est posé. L’idée originale des travaux repose sur un choix judicieux de la nature des correcteurs que l’on retiendra sous une forme identique à celle du procédé. Ainsi, les non stationnarités sont directement prises en compte par la loi de commande qui offre alors la garantie d’une stabilité globale en boucle fermée, même dans le cas des systèmes à évolution rapide. On montre par ailleurs qu’un tel choix permet d’accéder à une caractérisation convexe des solutions que l’on pourra obtenir par résolution d'inégalités matricielles linéaires (LMI). L'approche proposée est ensuite validée sur un ensemble d’applications réalistes appartenant aux domaines aéronautique (pilotage d’un missile et d’un avion de combat) et naval (tenue en immersion d’un sous-marin). Des applications dans le domaine spatial sont également envisageables (pilotage des lanceurs, contrôle d’attitude des satellites).

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.

Dans cette thèse, nous envisageons la synthèse de commandes robustes aux variations paramétriques pour les systèmes multivariables linéaires discrets. Quatre approches sont proposées pour résoudre ce problème. Le placement de pôles robuste par un choix judicieux de vecteurs propres est d'abord décrit. Une approche, utilisant le formalisme de Lyapunov permettant l'optimisation des marges de stabilité du système, est ensuite développée. La synthèse d'une commande robuste fondée sur l'insensibilité du critère de performance aux incertitudes paramétriques constitue la troisième technique proposée. Enfin nous avons décrit une nouvelle technique utilisant comme mesure de robustesse la plus mauvaise qualité de l'identification en boucle fermée des paramètres incertains. Pour chacune de ces méthodes, nous décrivons un algorithme permettant de déterminer une commande par retour dynamique de sortie, prenant en compte simultanément les contraintes de performance et de robustesse. Nous pourrons ainsi choisir un compromis entre ces deux exigences contradictoires. Des liens mathématiques unissant ces différentes techniques sont aussi présentés, permettant de valider chacune de ces approches. Finalement, nous avons appliqué puis comparé tous les algorithmes proposés d'une part sur un exemple mathématique et d'autre part au pilotage automatique d'un avion de type Airbus. Les résultats obtenus sur cette application réaliste, valident les techniques présentées qui permettent d'améliorer les techniques optimales classiques grâce à une robustesse aux incertitudes paramétriques.

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.

Le raisonnement en mathématiques a ceci de particulier qu'il est fondamentalement impliqué dans un processus de démonstration. Or, ce dernier se conçoit selon une interaction entre des agents raisonneurs. Dans cette perspective, il est nécessaire d'abandonner l'idée de démonstration complète; c'est pourquoi, dans ce travail, l'identité : (raisonnement approché=démonstration approchée) est postulée. Dans une première partie (I), les objets et les propriétés manipulés en mathématiques sont examinés et le rôle fédérateur de l'activité de démonstration est mis en évidence. Dans la deuxième partie (II), la démonstration proprement dite est décomposée, étudiée et classifiée. Dans la troisième partie (III), deux approches adaptées à la prise en compte de la démonstration comme interaction entre agents raisonneurs sont présentées: celle de lakatos (preuves et réfutations) et celle de watzlawick (pragmatique de la communication). La dernière partie (IV) propose une projection des différentes caractéristiques précédemment exhibées, sur un formalisme non-classique: l'inférence continue. Ce paradigme représente un agent raisonneur comme un espace structuré et évolutif ou les raisonnements sont des familles de problèmes corrélés. Pour dégager les caractéristiques de l'activité mathématique, la méthode a consisté à s'appuyer sur des observations de situations de résolution de problèmes mathématiques, selon des techniques du domaine des sciences humaines. Les résultats ont été agencés autour d'un corps d'énoncés de mathématiciens. Cette thèse doit être perçue comme une étude clinique de l'activité de démonstration mathématique, débouchant sur un paradigme de représentation et de manipulation de la connaissance. Par ailleurs, ce travail à des conséquences dans le domaine de la didactique des mathématiques.

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.

Cette thèse traite de la parallélisation dans le cadre fonctionnel et des interactions entre granularité, taux d'activité et rendement des processus. Le modèle servant de toile de fond à notre étude est MaRS (Machine à Réduction Symbolique) développé au CERT-ONERA qui se caractérise entre autres choses par des processus à coût particulièrement faible mais en nombre limité. L'objectif de cette thèse est de dériver par une critique constructive du modèle MaRS un nouveau modèle au champ d'application étendu. Pour cela une première partie est consacrée à la présentation du cadre fonctionnel et du modèle MaRS dont nous exhibons les caractéristiques les plus marquantes. La deuxième partie montre l'influence du coût d'accès aux données sur le taux de parallélisme effectif et expose l'implémentation performante sous forme combinatoire de diverses structures de données. La troisième partie traite de l'influence du taux d'activité des processus sur le taux de parallélisme effectif et étudie deux approches qui visent à augmenter le taux de parallélisme effectif en diminuant le taux d'attente des différents processus. Enfin, la quatrième partie analyse le paradigme pipe-line qui, bien qu'étant probablement le plus expressif et aisé à utiliser dont dispose le programmeur fonctionnel, s'avère un bien piètre outil de parallélisation de par la faible granularité des processus généralement engendrés. Une nouvelle approche de la synchronisation entre producteur et consommateur est proposée qui permet, tout en conservant intact l'aspect algorithmique du paradigme, de franchir ce cap de la granularité. Des exemples illustrent les différents mécanismes de synchronisation proposés et en particulier l'algorithme de recherche IDA*.