Les systèmes experts apportent des réponses techniques satisfaisantes dans des domaines où l'algorithmique ne résout pas tous les problèmes, mais ne présentent pas les garanties d'un produit industriel: respect des budgets, des délais et de la qualité. La première partie expose les disciplines classiques du génie logiciel pour évaluer leur applicabilité aux systèmes experts. On propose un modèle générique des activités de conduite de projet qui définit la structure de notre exposé. La deuxième partie présente les propositions méthodologiques issues de nos recherches et les justifie par rapport à nos expériences professionnelles. Le passage des systèmes experts au stade de produit industriel relève d'une discipline de qualité totale qui résout l'antagonisme classique entre qualité et productivité. Cette démarche s'articule sur un cycle de vie étendu qui établit des étapes en amont du recueil des connaissances. Ce mémoire s'achève sur les retours possibles de nos propositions méthodologiques sur le génie logiciel.

Cette thèse décrit, dans une première partie, la mise au point d'un système de dépôt de nitrure d'aluminium par dépôt chimique en phase vapeur assiste plasma. Une modélisation numérique de l'écoulement gazeux au sein du réacteur a permis de définir la géométrie du système d'entrée de gaz. Les espèces réactives en particulier l'espèce Br2+ ont été suivies par spectroscopie d'émission optique du plasma. La deuxième partie concerne les caractérisations physico-chimiques du nitrure d'aluminium par différents moyens: XPS, FTIR, spectroscopie UV-visible, diffraction électronique, MEB. Le problème de la tenue à l'oxydation de ces revêtements à haute température a été abordé sous deux approches: présentation des résultats expérimentaux obtenus par analyses XPS et FTIR puis description de deux modèles prédictifs de l'oxydation. Le premier modèle basé sur la théorie des liaisons aléatoires nous permet de déterminer les spectres infra-rouge théoriques de nos matériaux. Le deuxième modèle reprend les hypothèses de la théorie de Wagner et nous fournit la vitesse de progression du front d'oxydation. Ces résultats montrent la potentialité du nitrure d'aluminium en tant que revêtement anti-oxydation.

L'imprécision de la transmission du couple dans les moto-réducteurs électriques, due aux dynamiques intra articulaires délicates à modéliser, limite les performances des lois de commande (par exemple pour la commande des manipulateurs flexibles). On présente dans le mémoire une modélisation dynamique des articulations du support expérimental Secaflex, incluant raideurs et frottements non linéaires. Ce modèle est utilisé pour reproduire fidèlement les essais observés, y compris les mouvements saccadés (Stick-slip), particulièrement amplifiés par la flexibilité de structure. Plusieurs mécanismes de compensation du frottement fondés sur ce modèle sont également introduits pour linéariser l'articulation, et on montre leur nécessité pour l'implantation effective de la commande proportionnelle-dérivée classique et surtout pour celle de lois dépendant explicitement d'un modèle structural.

L'assistance à l'opérateur regroupe l'ensemble des connaissances, des méthodes et des techniques que l'on peut mettre en œuvre pour l'étude et la conception de systèmes informatiques visant à assister un opérateur dans l'ensemble ou dans une partie de ses tâches. La création de logiciels d'assistance dotés d'une certaine intelligence passe avant tout par la prise en compte de l'être humain, ses capacités et ses limites dans l'exécution des tâches qui lui sont assignées. L'objectif de cette thèse est donc de présenter les concepts, de proposer des éléments de méthodologie et d'apporter des outils pour la conception de logiciels d'assistance intelligente. La première partie s'ouvre sur la présentation des éléments fondamentaux de l'interaction homme-machine, notamment les principaux modèles d'opérateur humain, le rôle de la représentation mentale dans l'activité cognitive et les mécanismes de l'erreur humaine. Elle se poursuit par la proposition d'éléments de méthodologie pour l'assistance à l'opérateur. La seconde partie décrit un logiciel de représentation des connaissances procédurales qui permet de réaliser un modèle conceptuel d'assistance sous la forme d'un programme susceptible d'être couplé aussi bien à une interface opérateur qu'à des capteurs ou des actionneurs. La mise en œuvre de ce logiciel et de la méthodologie proposée est illustrée par deux applications au domaine automobile, développées dans le cadre du programme PROMETHEUS : réalisation d'une interface conducteur-véhicule pour l'aide à la conduite sur autoroute (troisième partie); définition d'une méthodologie et conception d'outils informatiques pour l'évaluation d'interfaces conducteur-véhicule qui sont destinées aux fonctions dites de confort (quatrième partie).

Une méthode de reconstruction défectométrique permettant de reconstituer une distribution tridimensionnelle représentative de défauts situés au sein d'un solide, à partir d'un ensemble incomplet et bruité de données, est présentée. Le problème direct est résolu numériquement par la méthode des éléments analytiques, en utilisant un schéma implicite à directions alternées. Un algorithme itératif d'optimisation avec contraintes, associe à une technique de régularisation basée sur le principe de l'entropie maximale est utilisé pour résoudre le problème inverse. Des résultats numériques et expérimentaux attestent la bonne performance de la méthode d'inversion proposée.

La connaissance précise des caractéristiques des circuits passifs dans les structures MIC et MMIC est devenue aujourd'hui aussi importante que celles des composants actifs. Une méthode assez classique d'analyse des lignes de transmission à conducteurs et couches diélectriques multiples est présentée. Cette étude, restreinte au cadre de l'approche quasi statique, est fondée sur une analyse variationnelle dans le domaine spectral discret, associée à la méthode de la ligne de transmission transverse pour le calcul des fonctions de Green introduites. Ce travail, uniquement consacré à l'étude des caractéristiques linéiques des structures, c'est-à-dire dans une section transverse quelconque, est achevé par une analyse modale complète selon la direction de propagation et les éventuelles conditions terminales aux différents accès. Ces calculs, consistant en fait essentiellement en un problème aux valeurs propres, sont menés analytiquement aussi loin que possible au moyen d'un formalisme algébrique de matrices par blocs particulièrement bien adapté au problème; les impédances de mode ainsi que la matrice d'impédance sont obtenues en toute généralité; tous les paramètres de nouvelles structures à quatre et six conducteurs sont totalement explicites. Une structure totalement nouvelle à quatre conducteurs appelée isolateur galvanique, particulière dans son mode d'excitation, fait l'objet d'une étude séparée très détaillée dont les résultats sont confrontés à l'expérience. L'ensemble de ce travail est appliqué à la conception des circuits passifs radiofréquence d'un nouveau récepteur hétérodyne millimétrique, totalement monolithique, intégrant en particulier la fonction oscillateur local au moyen d'un oscillateur Josephson à fluxons. De par son encombrement réduit et sa faible consommation d'énergie, ce récepteur, réalisé en technologie supraconductrice planaire à couches minces, est en premier lieu destiné à la radioastronomie spatiale.

Le conduit d'évaporation, presque toujours présent à la surface des océans, peut engendrer une modification sensible de la couverture à site bas des systèmes radioélectriques embarqués sur les navires. C'est pourquoi la connaissance, à tout instant, de ce conduit est essentielle. Or, il n'existe actuellement aucun moyen de mesure directe du profil d'indice de réfraction, utilisable opérationnellement. Nous avons donc étudié la possibilité de caractériser le conduit d'évaporation à partir des effets engendrés par celui-ci sur les liaisons satellite-navire à élévation très faible. Nos travaux ont porté d'abord sur l'élaboration d'un logiciel de simulation qui prend en compte les effets dus au conduit d'évaporation: la méthode de l'équation parabolique a été utilisée pour le calcul de la propagation en milieu non homogène, puis il a fallu raccorder deux types de propagation différents sur une interface dont la procédure de détermination constitue le point le plus original de cette étude. En outre, l'outil développé permet de prendre en compte les ondes de gravité à la surface de la mer et l'existence de gradients horizontaux de l'indice de réfraction. Ensuite, une étude fréquentielle a démontré l'adéquation d'une fréquence voisine de 5 GHz pour la caractérisation du conduit d'évaporation, ainsi que l'intérêt de la diversité de fréquence. L'influence de la rugosité de la mer et des gradients horizontaux d'indice a été également examinée. Cette étude paramétrique a montré alors que la comparaison signaux mesures/signaux simulés devait porter non seulement sur la position en élévation, des extrema du signal reçu, mais aussi sur l'évolution de ce niveau de porteuse lorsque la liaison est légèrement transhorizon.

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.

Ce mémoire présente des résultats théoriques et pratiques concernant l'utilisation de l'injection physique de fautes. Nous proposons une méthode de test qui intègre les deux objectifs de la validation (vérification et évaluation), englobant les aspects suivants: a) la définition d'une architecture de test repartie avec support pour l'injection physique de fautes; b) la sélection de la séquence de test, qui doit considérer les fautes comme une entrée supplémentaire de test; c) la détermination que le service observe satisfait aux propriétés spécifiées et; d) l'estimation de la couverture des mécanismes de tolérance aux fautes basée sur les relevés collectés lors des expériences. Afin d'avoir des estimations de bonne qualité, et de réduire le temps et l'effort de réalisation des tests, des méthodes de sondage sont appliquées; en particulier, pour le traitement des non réponses (expériences non-significatives) nous proposons l'utilisation d'un sondage stratifié a posteriori basé sur les groupes d'équipotentielles affectées par les tests. Cette méthode a été appliquée à la validation d'une architecture répartie, ouverte et tolérante aux fautes, définie dans le cadre du projet delta-4 du programme européen esprit. Les résultats obtenus montrent l'apport considérable de l'injection physique de fautes dans le processus de validation de systèmes tolérants aux fautes.

L'optimisation du comportement dynamique des structures, ainsi que leur recalage par rapport à l'expérimentation, passe par une estimation efficace de l'impact de modifications structurales sur le comportement de l'ensemble. Le problème est traité en considérant des modifications de type coefficients correcteurs devant les matrices de masse et de raideur élémentaires, ce qui équivaut à des modifications de masse volumique et de module de Young. Cette procédure ne résout cependant pas entièrement le problème puisqu'elle ne prend pas en compte les paramètres physiques réellement modifiables. Pour répondre à ce besoin, une formulation par types de déformations peut apporter une solution satisfaisante. L'apparition de certaines non-linéarités, contrepartie de l'amélioration apportée, est traitée de manière appropriée. Une fois le modèle recalé, l'optimisation de son comportement dynamique peut se faire par une approche en sensibilité. Les réponses basse fréquence d'une structure pouvant s'exprimer économiquement en fonction de paramètres modaux appropriés (fréquences, amortissements et paramètres effectifs en flexibilité, transmissibilité et masse), le calcul des dérivés de ces paramètres en fonction des types de déformations considérés doit permettre une bonne estimation au premier ordre des modifications de comportement de l'ensemble.