A Multimedia Ontology-Driven Architecture for Autonomic Quality of Service Management in Home Networks

Dans le contexte actuel de l’Internet, un enjeu de recherche majeur est de permettre aux applications et à leurs utilisateurs de disposer de systèmes de communication offrant une qualité de service (QdS) optimale. Ceci en fonction des ressources machine et réseau disponibles, dont les capacités et les performances, hétérogènes et variables, ne sont pas connues à l’avance. Le provisionnement optimal de la QdS dans ces futurs systèmes de communication autonomes nécessite d’une part la caractérisation des services et des ressources de communication disponibles, et d’autre part la prise en compte des expressions des besoins et des préférences des différents acteurs du système (utilisateurs, fournisseurs des services, etc.). Le sujet de la thèse porte sur la définition d’un cadre sémantique de QdS basé sur les ontologies pour la caractérisation des ressources et des services de communication dans le but de fournir la meilleure QdS au regard des besoins et des préférences des utilisateurs. Ce cadre sera utilisé dans la définition des objectifs et des contraintes de QdS et dans l’élaboration de modèles de décision. L'ensemble sera utilisé pour la mise en œuvre de QdS dans les systèmes de communication autonomes situés dans un contexte de réseaux domestiques.----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------In the current context of the Internet, a major research challenge is to enable applications and users to have their communications systems with an optimal quality of service (QoS). Indeed, QoS provisioning should take into account the available machine and network resources, which capacities and performances are heterogeneous, variable, and not known in advance. The optimal QoS provisioning for the future autonomous communication systems requires the characterization of available services and communication resources and also taking into account the expressions of needs and preferences of different actors in the system (users, service providers, etc.). The subject of this thesis deals with the definition of a QoS ontology-based semantic framework for the characterization of network resources and communication services in order to provide better QoS according to the needs and preferences of users. This framewor! k will be used in the definition of objectives and QoS constraints as well as in the development of decision models in order to provide QoS for autonomous communication systems located in the context of home networks

Prise en compte de la valeur ajoutée client dans la spécification des exigences.

Ces dernières années, la conception de produit vise de plus en plus à remettre le client au\ud centre du processus de développement. De nouvelles méthodes et outils ont permis de formaliser non\ud seulement l’identification des besoins et des attentes du client mais également leur transformation en\ud exigences. Cependant, malgré les progrès récemment apparus dans ce domaine, la notion de valeur\ud perçue par le client qui est associée au produit reste faiblement considérée durant le développement du\ud produit alors que la perception de cette valeur par le client va jouer un rôle clé au moment du choix du\ud produit.\ud Dans cette thèse, nous proposons une approche normative visant l’intégration de la notion de\ud valeur du produit dans le processus d’établissement des exigences. Un état de l’art présente les\ud concepts et les pratiques impliqués dans le déploiement de la fonction de qualité, étroitement liée au\ud processus de spécification des exigences basé sur la valeur. Ces concepts sont relatifs aux notions\ud d’objectifs, de modèles de la valeur, de fonctions d’utilité multi attributs et de hiérarchie et de réseaux\ud d’objectifs.\ud Notre approche se déroule en 4 étapes : (1) identifier et structurer les objectifs à partir de\ud l’expression des attentes du client, (2) spécifier les attributs de la valeur perçue par le client et\ud construire un modèle de la valeur client, (3) transformer les objectifs en exigences pour construire un\ud modèle global de la valeur produit et (4) dériver ce modèle global en un modèle de la valeur pour\ud chaque composant du produit. Cette approche permet ainsi de prendre en compte explicitement la\ud valeur produit perçue par le client en l’intégrant dans les phases de développement, ce qui favorise une\ud conception proactive dirigée par la valeur.\ud Nous l’illustrons sur un exemple d’avion de ligne développé en Vanguard Studio. Cet exemple\ud a été élaboré par l’ensemble des partenaires au cours du projet Européen IST CRESCENDO et sert de\ud cas-test pour ce projet.-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Recently customer-based product development is becoming a popular paradigm. Customer needs\ud and expectations are identified and transformed into requirements in systematic processes for product\ud design with the help of various methods and tools. However, in many cases, these approaches fail to\ud focus on the perceived value that is crucially important when customers make the decision of\ud purchasing a product. The requirements specification derived from these approaches are typically\ud value-implicit.\ud In this thesis, a prescriptive approach to derive value-based requirements specification is proposed\ud by integrating the concept of value into the house of quality of quality function deployment. An\ud integrated set of theories, methods and concepts is introduced in order to mitigate the seven\ud methodological problems of house of quality regarding to establishing appropriate value-based\ud requirements specification. The foundations of the approach include concepts of objective, value\ud model and consequence model, methods of means-ends objectives network, fundamental objectives\ud hierarchy, response surface methodology and value-driven design, and theory of multi-attribute utility\ud theory. The procedure of the approach is a four-step process: (1) identify and structure objectives from\ud initial customer statements of expectations, (2) specify attributes and construct customer value model,\ud (3) transform fundamental objectives into engineering characteristics to construct system value model,\ud and (4) derive component value models from system value model. Through this procedure, initial\ud customer statements can be reasonably derived into customer value model, system value model and\ud component value model. The benefits of the approach are that it enables (1) reasonably qualifying and\ud quantifying customer value, and performing value modeling and simulation, (2) perceived customer\ud value being subsequently used reactively for design evaluation, and proactively for value-driven\ud design.\ud The approach is applied in the context of a European Community’s R&D project CRESCENDO to\ud help constructing airlines’ group value model for commercial aircraft development. This application\ud focuses on the first two-steps of the approach, and the value models are implemented in business\ud software Vanguard Studio

Etude expérimentale et modélisation de la diffusion gazeuse à travers des milieux poreux partiellement saturés en eau. Application aux verres Vycor, géopolymères, et pâtes de ciment CEM V.

Cette étude a pour but de documenter la relation qui existe entre les propriétés de transfert d’un matériau (répartition en taille de pores, porosité totale accessible à l’eau, saturation en eau), et son coefficient de diffusion. Pour cela, des matériaux ayant une porosité quasi-monomodale sont utilisés : verres Vycor® et géopolymères ; ainsi que des matériaux ayant une porosité complexe : pâtes de ciment CEM V. L’utilisation des verres Vycor® et des géopolymère permet de quantifier la diffusion gazeuse, en fonction de la saturation en eau, de matériaux ayant des pores de même dimension, ou du moins, de même ordre de grandeur. L’utilisation des pâtes de ciment permet quant à elle, de vérifier s’il est possible de décomposer le coefficient de diffusion d’un matériau dont la porosité est complexe, en un assemblage de coefficients de diffusion de matériaux dont la porosité est quasi-monomodale. Pour cela, on s’attachera à particulièrement à étudier l’impact de l’agencement du réseau poreux sur le coefficient de diffusion.\ud Les travaux se décomposent en trois parties :\ud • Etude des caractéristiques géométriques du réseau poreux des matériaux étudiés. Il sera utilisé la porosimétrie par intrusion de mercure, la porosimétrie à eau, des essais de sorption / désorption d’azote, et des essais de désorption d’eau.\ud • Mesure expérimentale du coefficient de diffusion des matériaux, en fonction de leur humidité relative de stockage et de leur saturation en eau.\ud • Modélisation du coefficient de diffusion des matériaux utilisés, et étude de l’impact de l’agencement de leur réseau poreux (tortuosité, connexion des pores entre eux).--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------This work documents the relationship that exists between the transfer properties of a material (pore size distribution, total porosity accessible to water, water saturation degree), and its diffusion coefficient. For this sake, materials having a quasi mono modal porosity are used: Vycor® glasses and geopolymers. We also use materials having a complex porosity: CEM V cement pastes. The use of Vycor® glasses and geopolymers allows quantifying the gas diffusion coefficient through materials having known pores size, as a function of their water saturation degree. The use of cement pastes allows checking if it is possible to decompose the diffusion coefficient of a complex porosity material, in an assembling of diffusion coefficients of quasi mono modal porosity materials. For this sake, the impact of pore network arrangement on the diffusion coefficient is studied in great details.\ud This study is divided into three parts:\ud • Measurement of the geometric characteristics of materials porous network by means of the mercury intrusion porosimetry, water porosimetry, isotherms of nitrogen sorption / desorption, and water desorption tests.\ud • Measurement of the materials diffusion coefficient, as a function of their relative humidity storage, and their water saturation degree.\ud • Modeling the diffusion coefficient of the materials, and study the impact of the pore network (tortuosity, pores connection).\ud \u

Dynamique de la réponse physiologique d’Escherichia coli à des perturbations maîtrisées de son environnement : vers le développement de nouveaux outils de changement d’échelle

Les bioréacteurs de grandes dimensions, en raison de phénomènes de transfert limitant, sont le siège d’hétérogénéités se traduisant par des gradients locaux de concentration et température. Les microorganismes circulant au sein de ces bioréacteurs subissent donc des fluctuations environnementales qui peuvent affecter leur comportement aux niveaux métaboliques et/ou moléculaires. La réponse microbienne est fonction de la nature, de l’intensité, de la fréquence et de la durée de la perturbation. L’objectif de ce travail est l’étude quantitative de l’impact de l’intensité, la fréquence et l’amplitude d’un stress nutritionnel sur le comportement dynamique d’Escherichia coli, à savoir des ajouts pulsés de glucose lors de cultures continues en régime permanent. Un effort particulier est consacré au développement et à la validation des outils expérimentaux indispensables pour une caractérisation rigoureuse des dynamiques de réponses transitoires sur des échelles de temps allant de secondes à quelques minutes. Pour permettre le suivi in situ et en temps réel des changements métaboliques et moléculaires, une souche bioluminescente est mise en œuvre. Les réponses transitoires sont caractérisées par les vitesses spécifiques, les rendements, les profils d’induction transcriptionnelle, les temps caractéristiques. Selon les différents scenarii réalisés, l’ajustement du métabolisme face aux hétérogénéités de substrat est quantifié selon des échelles de temps aux niveaux macroscopiques et/ou moléculaires ; ces résultats originaux contribuent ainsi à l’implémentation des connaissances sur les interactions dynamiques entre les phénomènes biologiques et les phénomènes physiques ; l’enjeu réside à terme en l’amélioration des processus d’optimisation et d’extrapolation des bioprocédés par l’identification et la quantification des dynamiques des phénomènes limitants.---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ineffective mixing entailing heterogeneity issues within industrial bioreactors have been reported to affect microbial metabolisms at cellular and/or molecular levels. Substrate gradients inside large-scale bioreactors are common environmental fluctuations that microorganisms would have to encouter along with the bioprocess. Depending on intensity, frequency and duration of those fluctuations, microorganisms may respond in a different manner. The objective of this work is to study the impact of intensity, frequency and amplitude of glucose perturbations on the dynamics of Escherichia coli responses. An E. coli bioluminescent strain is used for in situ and real-time monitoring of both metabolic and transcriptional changes. For this purpose, short-term glucose excess was simulated, using pulse-based experiments into glucose-limited chemostat cultures. In addition, an important effort is devoted to the development and validation of technical and mathematical tools in order to acquire quantitative and kinetic data on time scales from seconds to minutes. The transient responses are characterized, using specific rates, yields, transcriptional induction profiles and characteristic response times, and are compared in the different defined perturbation scenarios. The results reflected the fact that short-term heterogeneities of substrate affect both cell metabolism and regulation at macroscopic and/or molecular levels. Quantitative understandings of the dynamics during transient responses to environmental perturbations can thus shed light on the bioprocess optimization

Grounding the Interaction : Knowledge Management for Interactive Robots

Avec le développement de la robotique cognitive, le besoin d’outils avancés pour représenter, manipuler, raisonner sur les connaissances acquises par un robot a clairement été mis en avant. Mais stocker et manipuler des connaissances requiert tout d’abord d’éclaircir ce que l’on nomme connaissance pour un robot, et comment celle-ci peut-elle être représentée de manière intelligible pour une machine. \ud \ud Ce travail s’efforce dans un premier temps d’identifier de manière systématique les besoins en terme de représentation de connaissance des applications robotiques modernes, dans le contexte spécifique de la robotique de service et des interactions homme-robot. Nous proposons une typologie originale des caractéristiques souhaitables des systèmes de représentation des connaissances, appuyée sur un état de l’art détaillé des outils existants dans notre communauté. \ud \ud Dans un second temps, nous présentons en profondeur ORO, une instanciation particulière d’un système de représentation et manipulation des connaissances, conçu et implémenté durant la préparation de cette thèse. Nous détaillons le fonctionnement interne du système, ainsi que son intégration dans plusieurs architectures robotiques complètes. Un éclairage particulier est donné sur la modélisation de la prise de perspective dans le contexte de l’interaction, et de son interprétation en terme de théorie de l’esprit. \ud \ud La troisième partie de l’étude porte sur une application importante des systèmes de représentation des connaissances dans ce contexte de l’interaction homme-robot : le traitement du dialogue situé. Notre approche et les algorithmes qui amènent à l’ancrage interactif de la communication verbale non contrainte sont présentés, suivis de plusieurs expériences menées au Laboratoire d’Analyse et d’Architecture des Systèmes au CNRS à Toulouse, et au groupe Intelligent Autonomous System de l’université technique de Munich. Nous concluons cette thèse sur un certain nombre de considérations sur la viabilité et l’importance d’une gestion explicite des connaissances des agents, ainsi que par une réflexion sur les éléments encore manquant pour réaliser le programme d’une robotique “de niveau humain”.-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------With the rise of the so-called cognitive robotics, the need of advanced tools to store, manipulate, reason about the knowledge acquired by the robot has been made clear. But storing and manipulating knowledge requires first to understand what the knowledge itself means to the robot and how to represent it in a machine-processable way. \ud \ud This work strives first at providing a systematic study of the knowledge requirements of modern robotic applications in the context of service robotics and human-robot interaction. What are the expressiveness requirement for a robot? what are its needs in term of reasoning techniques? what are the requirement on the robot's knowledge processing structure induced by other cognitive functions like perception or decision making? We propose a novel typology of desirable features for knowledge representation systems supported by an extensive review of existing tools in our community. \ud \ud In a second part, the thesis presents in depth a particular instantiation of a knowledge representation and manipulation system called ORO, that has been designed and implemented during the preparation of the thesis. We elaborate on the inner working of this system, as well as its integration into several complete robot control stacks. A particular focus is given to the modelling of agent-dependent symbolic perspectives and their relations to theories of mind. \ud \ud The third part of the study is focused on the presentation of one important application of knowledge representation systems in the human-robot interaction context: situated dialogue. Our approach and associated algorithms leading to the interactive grounding of unconstrained verbal communication are presented, followed by several experiments that have taken place both at the Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes at CNRS, Toulouse and at the Intelligent Autonomous System group at Munich Technical University. \ud \ud The thesis concludes on considerations regarding the viability and importance of an explicit management of the agent's knowledge, along with a reflection on the missing bricks in our research community on the way towards "human level robots". \ud \u

Etude de milieux de culture complexes et évolutifs par développement de mesures physiques en ligne

Durant les cultures cellulaires en bioréacteur, la physiologie des micro-organismes et les paramètres\ud physico-chimiques (alimentations en gaz et en substrat, agitation, température, pH, pression)\ud interagissent très fortement. La spécificité des bioréactions microbiennes, en relation avec les\ud couplages irréductibles entre les transferts de chaleur, de matière et de quantité de mouvement,\ud réside dans la complexité (milieu triphasique) et la dynamique (bioréaction autocatalysé) de ces\ud systèmes. L’objectif de ce travail est de progresser dans la compréhension et le contrôle dynamique\ud des intéractions entre les aspects biologiques et les aspects physiques à différentes échelles (macro,\ud micro et moléculaire) pour conduire la réaction biologique vers l’objectif défini (production de\ud biomasse, de métabolites intra ou extra cellulaires, …) et l’optimiser. Les cellules (concentration,\ud forme, dimension, physiologie, …) affectent fortement les propriétés physico-chimiques des moûts et\ud par conséquent, les performances des bioprocédés (vitesses spécifiques, rendements, productivité).\ud Le comportement rhéologique particulier du moût est souvent utilisé pour comprendre l’impact de la\ud biomasse microbienne sur le rendement et les performances du bioprocédé.\ud Dans ce travail, des cultures axéniques, définies comme des cultures pures de microorganismes\ud unicellulaires procaryote et eucaryote, sont considérées. Notre approche s’appuie sur des mesures\ud physiques et physico-chimiques en ligne et hors ligne réalisées sur un bioréacteur instrumenté,\ud mesures qui sont mises en place de façon à respecter les conditions imposées par les contraintes\ud biologiques propres aux microorganismes et à la stratégie de culture choisie. Des cultures\ud d’Escherichia coli et d’Yarrowia. lipolytica, à taux de croissance controlé par l’apport de substrat, ont\ud été réalisées dans une gamme de concentration allant de 0.1 à 100 g l-1. Le bilan qui peut être dressé\ud pour ce travail, tant sur les aspects scientifiques que technologiques, est le suivant :\ud conception et réalisation d’un outil d’investigation original construit sur la base d’un\ud bioréacteur (20 l) et pourvu d’une boucle de recirculation instrumentée pour la mesure,\ud identification hydrodynamique (courbes de frottement) de conduites calibrées permettant la\ud viscosimétrie en ligne durant une culture cellulaire,\ud conception, développement et validation d’un code, LoCoPREL, permettant simultanément le\ud contrôle de la culture cellulaire suivant une stratégie définie, la gestion de séquences de débit\ud dans la boucle de dérivation et l’acquisition des données issues de l’instrumentation\ud spécifique employée,\ud comparaison des mesures réalisées en ligne à débit constant ou selon des séquences de\ud débit,\ud mise en évidence du comportement non newtonien des moûts et d’écarts entre les mesures\ud en ligne et hors ligne,\ud analyse des mesures physiques réalisées en ligne et hors ligne, en lien avec les\ud performances de la culture.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------During cell cultures in bioreactors, micro-organism physiology closely interacts with physico-chemical\ud parameters such as gas and feed flowrates, mixing, temperature, pH, pressure. The specificity of\ud microbial bioreactions in relation with irreductible couplings between heat and mass transfers and fluid\ud mechanics, led into complex (three-phase medium) and dynamic (auto-biocatalytics reaction) systems.\ud Our scientific approach aims to investigate, understand and control dynamic interactions between\ud physical and biological systems at different scales (macro, micro and molecular) for molecules, strains\ud and/or bioprocess innovation. Cells (concentration, shape, dimension, physiology…) strongly affect\ud physico-chemical properties of broth. Then the modification of these characteristics interacts with\ud bioprocess performances (specific rates, yields…) with an improvement or, more frequently, a\ud decrease of yields. Among these properties, rheological behaviour is a strategy widely used to\ud understand the impact of cells and the derivation of bioprocess performances.\ud In this manuscript, axenic cultures, defined as cultures of a pure and unicellular Prokaryote and\ud Eukaryote microorganisms in bioreactors, are considered. Our approach is based on physical and\ud physico-chemical on-line and off-line measurements in respect with accurate and stringent conditions\ud imposed by cell culture strategy. Escherichia coli and Yarrowia lipolytica cultures were investigated\ud with a control of growth rate by carbon feed in the range from 0.1 up to 100 g l-1. Our scientific and\ud technical actions and results led:\ud to design and realize an original pilot based on a bioreactor (20 l) with a derivation loop\ud including a specific on-line rheometric device as well as additional physical and biological\ud measurements,\ud to identify, from a hydrodynamic standpoint, the generalized friction curves of calibrated ducts\ud enabling on-line viscosimetry during cell cultures,\ud to conceive and validate a homemade software, named LoCoPREL, enabling simultaneously\ud to control cell cultures under defined strategy and to manage flow sequences within the\ud derivation loop,\ud to discuss and compare on-line physical measurements under constant flow rate and various\ud sequence strategy related to investigated shear-rates,\ud to highlight about the non-newtonian rheological behaviour of broths and the gap between online\ud and off-line measurements,\ud to analyse on-line and off-line physical measurements in the light of biological performances\ud during fed-batch cultures (mass balance, specific rate, yield)

Méthodes Inspirées de la Robotique pour la Simulation des Changements Conformationnels des Protéines

Cette thèse présente une approche de modélisation inspirée par la robotique pour l'étude des changements conformationnels des protéines. Cette approche est basée sur une représentation mécanistique des protéines permettant l'application de méthodes efficaces provenant du domaine de la robotique. Elle fournit également une méthode appropriée pour le traitement « gros-grains » des protéines sans perte de détail au niveau atomique. L'approche présentée dans cette thèse est appliquée à deux types de problèmes de simulation moléculaire. Dans le premier, cette approche est utilisée pour améliorer l'échantillonnage de l'espace conformationnel des protéines. Plus précisément, cette approche de modélisation est utilisée pour implémenter des classes de mouvements pour l'échantillonnage, aussi bien connues que nouvelles, ainsi qu'une stratégie d'échantillonnage mixte, dans le contexte de la méthode de Monte Carlo. Les résultats des simulations effectuées sur des protéines ayant des topologies différentes montrent que cette stratégie améliore l'échantillonnage, sans toutefois nécessiter de ressources de calcul supplémentaires. Dans le deuxième type de problèmes abordés ici, l'approche de modélisation mécanistique est utilisée pour implémenter une méthode inspirée par la robotique et appliquée à la simulation de mouvements de grande amplitude dans les protéines. Cette méthode est basée sur la combinaison de l'algorithme RRT (Rapidly-exploring Random Tree) avec l'analyse en modes normaux, qui permet une exploration efficace des espaces de dimension élevée tels les espaces conformationnels des protéines. Les résultats de simulations effectuées sur un ensemble de protéines montrent l'efficacité de la méthode proposée pour l'étude des transitions conformationnelles.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Proteins are biological macromolecules that play essential roles in living organisms. Un- derstanding the relationship between protein structure, dynamics and function is indis- pensable for advances in fields such as biology, pharmacology and biotechnology. Study- ing this relationship requires a combination of experimental and computational methods, whose development is the object of very active interdisciplinary research. In such a context, this thesis presents a robotics-inspired modeling approach for studying confor- mational changes in proteins. This approach is based on a mechanistic representation of proteins that enables the application of efficient methods originating from the field of robotics. It also provides an accurate method for coarse-grained treatment of proteins without loosing full-atom details.The presented approach is applied in this thesis to two different molecular simulation problems. First, the approach is used to enhance sampling of the conformational space of proteins using the Monte Carlo method. The modeling approach is used to implement new and known Monte Carlo trial move classes as well as a mixed sampling strategy. Results of simulations performed on proteins with different topologies show that this strategy enhances sampling without demanding higher computational resources. In the second problem tackled in this thesis, the mechanistic modeling approach is used to implement a robotics-inspired method for simulating large amplitude motions in proteins. This method is based on the combination of the Rapidly-exploring Random Tree (RRT) algorithm with Normal Mode Analysis (NMA), which allows efficient exploration of the high dimensional conformational spaces of proteins. Results of simulations performed on ten different proteins of different sizes and topologies show the effectiveness of the proposed method for studying conformational transitions

Potentialités de production de Poly-Hydroxy-Alcanoates chez Cupriavidus necator sur substrats de type acides gras volatils : études cinétiques et métaboliques.

L’accumulation de biopolymère de réserve (PolyHydroxyAlcanoates ou PHA) par la souche Cupriavidus necator, à partir de substrats de type acides gras volatils (acide butyrique, acide propionique et acide acétique) a été étudiée. Elle est induite par une limitation phosphore. Les performances atteintes lors des cultures se situent parmi les meilleures de la littérature pour ce type de substrat : jusqu’à 66 g.L-1 de biomasse totale avec un pourcentage d’accumulation massique de 88% en PHB –PolyHydroxyButyrate- ou en PHB-co-HV -PolyHydroxyButyrate-co-HydroxyValerate- comportant jusqu’à 52% de motifs d’HV.\ud Pour chaque source carbonée, une caractérisation cinétique et stœchiométrique de la souche a été réalisée en l’absence d’effets inhibiteurs dus aux substrats acides grâce à des cultures de type Fed-Batch avec des apports non limitants et non inhibiteurs en carbone. Il a été dégagé :\ud - un taux de croissance maximal de la souche de 0,33 h-1 pour les trois acides étudiés\ud - une relation entre vitesse spécifique de production de PHA et taux de croissance fixée par la disponibilité et les flux de production de NADPH2 avec un découplage inverse pour les taux de croissance supérieurs à 0,05 h-1 et un couplage partiel pour les taux de croissance inférieurs\ud - un optimum de 0,35 Cmole.Cmole-1.h-1, associé à un taux de croissance de l’ordre de 0,05 h-1.\ud - une amélioration de la production de PHB en termes de vitesses spécifiques mais également en termes de rendements si une faible croissance résiduelle est maintenue\ud La réponse de la souche à un excès de substrat acide a été caractérisée via l’étude de régimes transitoires induits par des pulses sur des cultures continues préalablement stabilisées en régime permanent. Il a été montré qu’en excès de phosphore, face à un brusque excès de substrat, la souche est incapable d’adapter rapidement son taux de croissance. L’excès est donc dirigé vers la production de PHA dont les voies sont plus rapidement mobilisables. En conditions limitantes de phosphore, le substrat excédentaire est utilisé pour la production de PHA. L’inhibition par les acides se traduit par une diminution des capacités de biosynthèse de la biomasse et des PHA entrainant une réduction de l’assimilation du carbone puis une diminution des rendements de conversion. D’autre part la sensibilité d’un système continu à un excès de substrat dépend du point de fonctionnement choisi : plus il est optimal en termes de vitesse, moins le système est robuste. L’acide propionique est très inhibiteur comparé aux autres acides étudiés (dès 3-4 mM contre 30-40 mM). Il n’agit pas simplement via une accumulation excessive dans le cytoplasme mais il exerce également une inhibition spécifique des voies métaboliques.\ud Un antagonisme entre les substrats (acide acétique et butyrique) a été constaté et expliqué grâce à une analyse des flux métaboliques. L’acide acétique est assimilé préférentiellement pour produire la biomasse, l’énergie et les cofacteurs nécessaires à la production de PHA, alors que l’acide butyrique est utilisé pour la synthèse de PHB. La proportion maximale d’acide acétique admise dans l’alimentation en fonction des conditions fixées en régime permanent est calculée et peut être limitée à 40% du carbone.\ud Enfin il a été déterminé que si une croissance résiduelle est assurée grâce à un apport en phosphore, le pourcentage maximal d’HV dans le polymère dépend du taux d’acide propionique dans l’alimentation et ne peux dépasser 33 ± 5% sur acide propionique pur. Par contre, si aucune croissance résiduelle n’est assurée, il est possible de convertir l’acide propionique en motifs d’HV uniquement.-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Reserve Biopolymer (PolyHydroxyAlkanoates or PHA) accumulation by the strain Cupriavidus necator, from Volatile Fatty Acids (VFA, like butyric acid, propionic acid and acetic acid) was investigated. This production is induced by a phosphorus limitation. For this type of substrates, performances reached during cultures are among the best listed in the literature: up to 66 g.L-1 of total biomass with 88% (w/w) of PHB –PolyHydroxyButyrate- or PHB-co-HV -PolyHydroxyButyrate-co-HydroxyValerate- with a HV content up to 52 Mole%.\ud For each carbon source, kinetic and stoechiometric characterization has been carried out thanks to Fed-Batch cultures with non-limiting and non-inhibitory carbon feed. It has been established:\ud - a maximal growth rate of 0,33 h-1 for the three acid investigated\ud - a relationship between specific PHA production rate and growth rate which is set by the availability and production flux of NADPH2. For growth rate above 0,05 h-1, there is an inverse coupling. For growth rate under 0,05 h-1, there is a partial coupling.\ud - an optimum of 0,35 Cmole.Cmole-1.h-1 is associated with a growth rate of 0,05 h-1.\ud - if a low residual growth rate is maintained, an improvement of PHB production is recorded in terms of specific production rate and yields\ud The response of the strain to an excess of acid substrate was characterized through the investigation of transient state induced by pulsed addition of substrate during continuous cultures stabilized in steady state. It was shown that in excess of phosphorus, when there is a substrate excess, the strain is unable to quickly adapt its growth rate, so the excess is directed to PHA production whose ways seem to be more easily mobilized. Under phosphorus limitation, an excess of substrate is used for PHA production. Acid inhibition results in a decrease in biomass and PHA production capacity which leads to a decrease in carbon assimilation and conversion yields. The sensitivity of a continuous system to an excess of substrate depends on the chosen operating point: the more it is optimal in terms of specific production rate, the less the system is robust. Propionic acid is highly inhibitory compared to the other acids studied (from 3-4 mM versus 30-40 mM). It does not act only via an excessive accumulation in the cytoplasm but also exerts a specific inhibition of metabolic pathways.\ud An antagonism between substrates (acetic and butyric acid) has been established and explained thanks to the Metabolic Flux Analysis. Acetic acid is preferentially used to produce biomass, energy and cofactors for PHA synthesis, whereas butyric acid is used to product PHB. According to the conditions set during steady state, maximal content of acetic acid admitted in the feed can be calculated. It can be limited to 40% of the carbon in the feed.\ud Finally if a growth rate is maintained thanks to a phosphorus supply, the maximal HV content in polymer is function of propionic acid in the feed and cannot exceed 33 ± 5 Mole% on pure propionic acid. Conversely, if there is no residual growth, a total conversion of propionic acid into HV is allowed.\ud \u

Gestion des architectures logicielles dynamiques pour les systèmes communicants collaboratifs.

Nous proposons de concevoir et de mettre en oeuvre un environnement logiciel pour une ``gestion guidée par les modèles'' des changements dans les architectures des applications distribuées coopératives. Les aspects adaptabilité des applications, les aspects transformations de graphe et les aspects particuliers des applications distribuées coopératives sont étudiés. Une approche d'adaptation s'appuyant sur une modélisation par les graphes et un style architectural de type Poducteur/Consommateur est présentée pour des applications communicantes collaboratives sensibles au contexte. Une démarche de raffinement est proposée permettant de garantir un certain degré d'adaptabilité en faisant un compromis entre les différents paramètres du contexte. Ces travaux de recherche ont aussi permis de définir un cadre algorithmique générique de reconfiguration architecturale multi-niveaux pour la sélection des architectures de déploiement les plus adaptées à un contexte et aux situations associées. Ce cadre a été appliqué au cas de la communication et de la coopération de groupe. Elle a aussi permis de modéliser le style architectural Producteur/Consommateur pour une communication orientée événement. Des règles d'adaptation ont été définies. Elles comportent une partie basée sur SWRL pour la description du contexte et des règles d'adaptation, et une partie basée sur les grammaires de graphes pour la transformation des configurations de déploiement.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------In this work, we study dynamic reconfiguration of collaborative communicating applications. Providing generic and scalable solutions for automated self-reconfiguration in group collaboration support systems can be driven by rule-based reconfiguration policies. To achieve this goal, we elaborate a dynamic graph-based modeling approach and we develop structural models that can represent the different interaction dependencies from different configuration-related point of views: communication flows between the distributed machines, the networked deployment nodes, and the service composition. Our solution is based on graph grammars rewriting. We provide graph transformation to specify rules for changing deployment architecture while being in conformance to an architectural style. In order to handle the complex design of communicating collaborative system architectures and the related adaptation issues, we propose a multi-layer modelling approach. This approach assures generic solutions for automatic context aware adaptation. Our approach is based on the observation that semantic data analysis that can be exploited to manage priorities and more generally to manage communications. This allows us to represent, in a richer way, the semantics of the managed systems

Structuration des critères de sélection de partenaires :\ud application au projet de développement de produits nouveaux

L’objectif des travaux relatés dans ce manuscrit est de proposer une méthodologie qui garantit\ud une réduction du nombre de critères de sélection de partenaires à utiliser (donc de ressources à\ud consommer), tout en permettant de choisir les critères les plus représentatifs pour l’utilisateur.\ud L’ensemble des critères ainsi choisi par l’utilisateur à travers un paramètre de contrôle,\ud n’influence pas le classement des partenaires potentiels ou s’il l’influence, celle-ci est maîtrisée\ud et connue par l’utilisateur. La méthodologie s’appuie sur une structuration de critères faisant\ud appel à la notion de distance causale ou sémantique. Pour ce faire, les algorithmes de « Dijkstra »\ud et de Classification Ascendante Hiérarchique (CAH) ont été utilisés de manière successive. Cette\ud démarche de structuration est appliquée à un ensemble de 101 critères de sélection. Les résultats\ud sont interprétés afin d’en démontrer la portée dans le processus de recherche de partenaires.-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------The objective of the research performed here is to propose a methodology that guarantees a\ud reduction in the number of criteria for selecting partners to use (i.e. reduction of resource\ud consumption) while allowing to choose the most representative criteria for users. The set of\ud criteria chosen in this way does not influence the ranking of potential partners at all, or the\ud influence is mastered and known by the user who has to interact with the algorithm. The\ud methodology looks structuring criteria using the causal or semantic distance. To achieve this, the\ud algorithms of "Dijkstra" and Agglomerative Hierarchical Clustering (AHC) have been used in\ud sequence. This structuring is applied to a set of 101 criteria. The results are interpreted to\ud demonstrate how the selection process can be optimized for a given usage scenario