L'augmentation de la complexité et de l'hétérogénéité des systèmes critiques pose un défi dans leur conception et leur assurance de sécurité. Les méthodes formelles sont utilisées pour valider les modèles de système, mais la difficulté réside dans la vérification de la sécurité du système global à partir des spécifications de composants validées. La théorie des contrats résout ce problème en utilisant les contrats d'assomption/garantie comme spécifications de composants. Les contrats sont validés en vérifiant que leurs hypothèses et garanties sur-approximent les pré- et post-conditions résultant des évaluations valides du modèle de composant. Les contrats individuels peuvent être combinés en faisant correspondre les hypothèses et garanties de chaque composant. Le manuscrit définit une formalisation algébrique des contrats d'assomption/garantie implémenté dans le calcul de construction de l'assistant de preuve Coq. Cette formalisation est prouvée pour valider une méta-théorie des contrats de Benveniste et al. pour tous les opérateurs tels que la composition, la conjonction, l'abstraction, le raffinement ainsi que l'introduction et l'élimination de variables. Le cas d'utilisation pratique du modèle de contrat est illustré avec la logique différentielle dynamique et deux instances du modèle de contrats. La théorie est appliquée à une étude de cas pour illustrer sa puissance dans la modélisation de composants pour valider un système cyber-physique.

L'apprentissage profond a révolutionné l'animation de personnages durant la dernière décennie. Des modèles novateurs et sophistiqués ont permis d'obtenir un réalisme sans précédent. Cependant, ces avancées ne permettent pas encore de remplacer les animateurs sur toutes les tâches fastidieuses et peu créatives. L'objectif de cette thèse est de s'attaquer aux obstacles qui les en empêchent. En particulier, nous avons abordé le manque de données de mouvement de qualité et la tendance des réseaux de neurones à introduire des artéfacts lors du traitement de données de mouvement. Nous avons d'abord exploré l'amélioration de séquences de poses humaines 2D estimées à partir de vidéos en utilisant des connaissances a priori apprises par un modèle génératif profond. Ensuite, nous avons abstrait le mouvement de la topologie et de la morphologie dans une représentation profonde, afin de rassembler, de traiter ou de squeletto-morphoser des séquences de mouvement avec des topologies et des morphologies variables. Enfin, nous nous sommes attaqués à la détection des contacts des pieds avec le sol dans le but de nettoyer automatiquement les artéfacts de glissement des pieds.

L'un des défis majeurs des systèmes automatisés réside dans la nécessité de fonctionner dans des conditions réelles, donc incertaines. L'incertitude paramétrique est un problème courant, et se présente lors de l'exécution de tâches robotiques diverses. Dans cette thèse, nous explorons les possibilités apportées par la planification de trajectoires, dont le suivi est intrinsèquement robuste aux incertitudes. Dans la première contribution, nous étendons les algorithmes de planification de trajectoires à sensibilité minimale en introduisant la sensibilité de l'entrée, qui, une fois réduite, conduit à une prédiction accrue de l'entrée du système. Ce problème, bien que traité pour de la robotique aérienne, est généralisé pour tout système. Le problème de sensibilité reposant sur l'hypothèse de connaissance parfaite de l'état, dans la seconde contribution nous combinons les algorithmes 'control-aware' et 'observability-aware' grâce à la méthode de Chebyshev, afin de générer des trajectoires robustes aux incertitudes, et assurant une meilleure estimation des variables/paramètres du système. Enfin, dans la dernière contribution, nous développons une théorie qui exploite les données d'incertitude paramétrique, afin de construire les 'tubes de déviations du pire cas' autour des variables nominales du système. Cette nouvelle expression du problème permet d'augmenter la fiabilité des systèmes, car nous assurons la faisabilité, même pour les plus fortes déviations paramétriques.

Les systèmes logiciels sont fortement configurables, au sens où les utilisateurs peuvent adapter leur compilation et leur exécution grâce à des configurations. Mais toutes ces configurations ne se valent pas, et certaines d'entre elles seront nettement plus efficaces que d'autres en terme de performance. Pour l'être humain, il est complexe d'appréhender et de comparer les les différentes possibilités de configuration, et donc de choisir laquelle sera adaptée pour atteindre un objectif de performance. De récents travaux de recherche ont montré que l'apprentissage automatique pouvait pallier à ce manque et prédire la valeur des performances d'un système logiciel à partir de ses configurations. Problème. Mais ces techniques n'incluent pas directement l'environnement d'exécution dans les données d'apprentissage, alors que les différents éléments de la pile logicielle (matériel, système d'exploitation, etc.) peuvent interagir avec les différentes options de configuration et modifier les distributions de performance du logiciel. En bref, nos modèles prédictifs de performance sont trop simplistes et ne seront pas utiles ou applicables pour les utilisateurs finaux des logiciels configurables. Contributions. Dans cette thèse, nous proposons d'abord de définir le terme de variabilité profonde pour désigner les interactions existant entre l'environnement et les configurations d'un logiciel, modifiant ses valeurs de performance. Nous démontrons empiriquement l'existence de cette variabilité profonde et apportons quelques solutions pour adresser les problèmes soulevés par la variabilité profonde. Enfin, nous prouvons que les modèles d'apprentissage automatique peuvent être adaptés pour être par conception robustes à la variabilité profonde.

Ce travail de thèse porte sur l'étude et le développement d'un procédé d'intégration de jauges de contrainte sur et dans les matériaux complexes, basé sur l'impression par transfert, aussi appelé "Transfer Printing". La première partie de ce travail a consisté à définir l'environnement dans lequel le sujet s'inscrit afin de comprendre les enjeux qui poussent à développer de nouveaux procédés de fabrication non-conventionnels d'électronique. Dans un deuxième temps, des jauges de contrainte piézorésistives en silicium microcristallin dopé ont été réalisées sur un premier substrat adapté à leur fabrication, pour être ensuite transférées sur de la fibre de verre dans le but d'être utilisée en tant que renfort d'une future pièce composite. Afin de présenter le procédé dans une démarche applicative, nous nous sommes intéressés à la surveillance de l'intégrité des structures ; le SHM (Structural Health Monitoring), notamment pour la mesure de déformation dans les matériaux composites. La pièce composite instrumentée et ses capteurs ont été caractérisés sous des tests en flexion, en traction et en température. Dans une dernière partie nous présentons une étude prospective sur l'impression hydrographique d'électronique ; aussi appelé "Water Transfer Printing", où des questions plus générales sur le domaine de l'électronique transférées ont pu être soulevées.

Le prix de production des verres de chalcogénures, lié à l’utilisation de silice à usage unique lors de la synthèse, est un obstacle à leur démocratisation. Dans le contexte du projet européen HELIAUS, des recherches ont étés menées afin d’obtenir des lentilles infrarouges en combinant mécanosynthèse et frittage flash par Spark Plasma Sintering (SPS). Le respect de la norme REACH et le besoin d’un indice de réfraction élevé (n>3) imposent des contraintes supplémentaires quant au choix de composition. Le verre Ga₁₀Ge₁₅Te₇₅ a été initialement considéré. Les essais de mécanosynthèse ont mené à l’obtention d’une poudre amorphe contenant une phase cristalline GeTe. Le frittage de cette poudre donne des échantillons opaques dans l’infrarouge car présentant des cristallisations supplémentaires de Ga₂Te₃ et Te. La suite de l’étude a portée sur le système Ge-Se-Te. La composition Ge₂₅Se₁₀Te₆₅ est sélectionnée pour ses propriétés physiques et thermiques. Une phase amorphe contenant du GeTe cristallin est obtenue par mécanosynthèse. Des essais de frittage SPS ont été réalisés sur des poudres de ce verre produit par synthèse classique pour optimiser les paramètres de frittage. Des échantillons présentant une transmission comparable au verre initial sont ainsi obtenus, dans plusieurs formes et tailles. Enfin, plusieurs compositions du système Ge-Se-Te ont été synthétisées par voie classique et broyées pour étudier leur stabilité au cours du broyage. Ces résultats permettent d’anticiper le résultat d’un essai de mécanosynthèse sur la composition correspondante. Trois compositions, Ge₂₅Se₁₅Te₆₀, Ge₂₁Se₁₁Te₆₀ et Ge₂₀Se₁₀Te₇₀ sont identifiées comme ayant une résistance accrue à la cristallisation. Leur frittage mène à des pastilles opaques contenant du Te cristallin.

Cette thèse explore des solutions pour enrichir les interactions des utilisateurs avec les humains virtuels. Nous nous concentrons sur les caractéristiques non-verbales du mouvement, sur la façon dont elles sont représentées par les agents virtuels, et sur la façon d'adapter ces éléments pour doter les humains virtuels de capacités expressives dynamiques. Dans ce contexte, nous proposons un système d'édition de mouvement en temps réel qui peut adapter une animation préenregistrée d'un humain virtuel, en fonction du champ de vision de l'observateur. Le développement d'un tel système nécessite une compréhension approfondie de la perception humaine des caractéristiques non-verbales des agents virtuels. Pour cette raison, nous fournissons des études sur le regard et le contact (simulé avec un retour haptique) dans un environnement immersif et un système pour améliorer la réalisation d'expériences passives, telles que les portraits cinématographiques d'événements virtuels en temps réel.

Cette thèse contribue à la littérature en fournissant un aperçu de la manière dont la qualité du patrimoine culturel peut être évaluée. En effet, nous considérons comme indicateur de qualité le nombre de critères de Valeur Universelle Exceptionnelle (VUE) qu’un site inscrit à la Liste du Patrimoine Mondial (LPM) de l’UNESCO remplit au moment de son inscription à la LPM. Grâce à cet indicateur, nous examinons de manière critique certains points de vue établis dans la littérature concernant la LPM de l’UNESCO. Par exemple, nous montrons que l’augmentation du nombre de sites inscrits sur la LPM réduit la qualité marginale des sites nouvellement inscrits (chapitre 1). En exploitant un ensemble de données original, nous testons la robustesse de cet indicateur et nous montrons qu’il est corrélé avec d’autres mesures possibles de la qualité (chapitre 2). Ainsi, l’indicateur que nous proposons s’avère être proche de la qualité des sites, telle qu’exprimée dans les guides de voyage Baedeker, source faisant autorité au début du XXème siècle. En outre, cette thèse clarifie le rôle des experts dans l’établissement de ces normes et suggère comment ces mesures pourraient être utilisées pour l’évaluation des politiques (chapitre 3). Ainsi, cet indicateur nous permet d’évaluer le rôle des experts de l’UNESCO dans la définition et l’application des critères d’inscription. En contrôlant la qualité de cette manière, on constate que les experts de l’UNESCO sont impartiaux et qu’ils attribuent le même nombre de critères au patrimoine indigène et colonial, ce qui exclut les craintes d’un parti pris culturel pro-européen dans la sélection des sites du patrimoine mondial.

L’objectif de ce travail de thèse a été de développer des réactions de réductions catalytiques telles que les hydrosilylations ou les réactions par transfert plus éco-compatibles, promues par des complexes de fer, un des métaux les plus abondants sur terre. Dans la première partie de ce travail, la préparation d’amines primaires à partir de nitroarènes ou d’amides primaires a été réalisée par hydrosilylation catalysée par un complexe Fe(CO)4(IMes) sous irradiation lumineuse. La synthèse d’amines cycliques a également été effectuée dans des conditions réactionnelles similaires à partir de nitroarènes par réaction avec des céto-acides, impliquant une séquence réactionnelle en cascade. Dans une seconde partie, des complexes de type Knö lker, connus pour leur efficacité dans les réactions d’hydrogénation par transfert et auto-trans- fert, ont été utilisés pour promouvoir la réduction de nitroarènes en présence d’alcools et de K3PO4·H2O pour la synthèse efficace d’imines et de dérivés N- hétérocycliques. La première préparation chimiosélective d’indoles N-alkylés a été également réalisée par catalyse au fer à partir d’indolines via une procédure séquentielle: (i) la N-alkylation à partir d’alcools ou de diols, réaction qui est nettement accélérée dans le TFE, et (ii) l’oxydation des indolines en indoles N- alkylés catalysée par un système original à base de fer et de tempo en présence de TBHP. Nous avons ensuite développé la première réaction catalysée au fer d’α-alkylation d’oxydes de diarylmethylphosphine avec des alcools par une méthodologie type hydrogenation par transfert. Enfin, nous avons initié un projet dédié à la réduction sélective d’amides secondaires en imines dans des conditions d’hydrosilylation catalysée par des complexes de fer et promue par une irradiation UV.

La mondialisation économique a imposé durant les deux dernières décennies aux entreprises d’évoluer et d’adopter des nouvelles stratégies de transformation pour la gestion des activités de production en adoptant des logiques d’enrichissement et de personnalisation des schémas logistiques traditionnels. Ceci a pour but ultime de faire face à la demande et aux exigences croissantes des clients y compris le secteur minier. Ce dernier, vu son impact fort sur le PIB des pays exploitants, s’est redirigé vers l’adoption de nouvelles approches de gestion à tous les niveaux décisionnels, permettant aussi de pallier l’épuisement des gisements contenant les minerais riches et de caractéristiques chimiques spéciales. Les investissements des entreprises pour l’augmentation de la capacité de production et l’amélioration des techniques d’extraction et de traitement des minerais pour faire face aux différents défis, doivent être accompagnés d’une adaptation du mode de gestion adopté. Cette thèse s’inscrit dans le cadre d’une Recherche-Intervention appliquée au cas de la chaîne logistique du site d’extraction et de traitement de la roche de phosphate de l’Axe Nord du Groupe marocain OCP. L’objectif principal est d’améliorer l’efficacité et l’efficience de la chaîne logistique étudiée à un niveau décisionnel tactique, en proposant de nouvelles méthodes organisationnelles pour une meilleure satisfaction des exigences des clients à moindre coût, en intégrant les contraintes du terrain et en répondant à des problématiques réelles. Le site industriel partenaire fabrique des produits finis par mélange de minerais ayant subi (ou non) un enrichissement via un traitement de lavage. Les produits finis sont à destination de deux types de clients (export et local) et expédiés via trains et/ou pipeline. Le travail a été réalisé en plusieurs étapes. Tout d’abord, une analyse fine du terrain a permis de mettre en exergue les points d’amélioration. Ensuite, un premier modèle d’optimisation a été développé pour la planification de la production des commandes à expédier par trains pour les clients à l’export, en adoptant un nouveau mode de pilotage des flux et en intégrant l’impact des gammes de production et des mélanges sur la satisfaction de ces commandes. Une extension de ce modèle a permis la considération de tous les types de commandes et des deux modes de transport, en organisant les activités de production au niveau des entités de la chaîne pour proposer les gammes de production et les mélanges à adopter pour chaque commande. En parallèle, une étude a été menée surl’impact des méthodes d’extraction minière sur la satisfaction des commandes. Les modèles développés ont été testés avec des données réelles et montré leurs pertinences vis-à vis des attentes de notre partenaire industriel.