Introduction d'outils de l'intelligence artificielle dans la prévision de pluie par radar

The work presented in this thesis aims at the development of a short-term radar rainfall forecasting system, that is adapted to use in urban hydrology. The system, named PROPHETIA, is based on rain cell tracking, in order to take individual advection into account. To forecast the rainfall at an instant tn, based on the series of radar images (I1In), the algorithm of PROPHETIA contains four main parts: - identification and description of the rain cell echoes on image In - coupling of rain cells observed on the images I1In, with the echoes defined on image In - characterization of the rain cells in the interval (t1, tn) - forecast of the rainfall by extrapolation of rain cell characteristics. A threshold technique is used for echo identification. The coupling algorithm is based on the application of a decision tree, that has been generated by machine learning from human defined examples. The high performance of this rule base is demonstrated by comparison with the human-defined couplings. In the first part of the study, the forecast is based on rain cell advection alone. The performance of the system is analyzed with respect to a new hydrological evaluation criteria, named TMP. It is shown that the error rate of forecasts by PROPHETIA is lower than that of other techniques, especially for convective rainfall events. The principal remaining forecast error is due to convective rain cell development during the forecast lead time. A model of this development is suggested, that allows for localizing the air masses alimenting the rain cells. Based on a statistical analysis of convective rain cells in terms of the model, a method is proposed, that takes rain cell growth/decay rates into account. It is shown, that a significant improvement of forecast quality can be achieved with this technique, if the development rates are known in advance. In the last part of the study, the possibilities of forecasting the rain cell development are explored. An examination of a sample set demonstrates the necessity of taking local variations of the surface conditions into account. Possible solutions to this problem are discussed.L'objectif de l'étude présentée est le développement d'un système de prévision de pluie par radar, qui est adapté aux besoins de l'hydrologie urbaine. Un système automatisé structuré, baptisé PROPHETIA, est présenté, dont le fonctionnement est basé sur l'observation des cellules de pluie. L'algorithme de PROPHETIA de prévision de pluie à partir d'une série d'images (I1In), mesurées aux instants t1tn, comprend quatre étapes: - identification et description des échos des cellules sur l'image actuelle In - appariement des cellules observées sur les images I1In avec les échos sur l'image In - caractérisation des cellules dans l'intervalle (t1, tn) - prévision de pluie par extrapolation des caractéristiques dans l'avenir. Une technique de seuillage est appliquée pour l'identification des cellules. Pour leur appariement sur des images successives, une base de règles sous la forme d'un arbre de décision a été constituée par apprentissage automatique à partir d'exemples, qui ont été définis manuellement. La très bonne performance de la base de règles est mise en évidence par la comparaison avec les appariements manuels. La prévision de PROPHETIA repose dans un premier temps sur la seule caractéristique de l'advection des cellules. Les résultats de cette prévision sont analysés selon un nouveau critère hydrologique, baptisé TMP. La qualité atteinte par PROPHETIA est comparée à celle d'autres systèmes de prévision. PROPHETIA est surtout plus performant pour les pluies convectives. L'examen détaillé des erreurs de la prévision par PROPHETIA a révélé que leur origine provient de l'hypothèse d'absence de développement des cellules à l'horizon de la prévision. L'étude des facteurs influant sur le développement des cellules a mené à la proposition d'un modèle des cellules reliant le développement aux masses d'air alimentant la cellule. La localisation du développement des cellules de pluie convective de la base de données est possible et apporterait un gain de prévision si le taux de ce développement pouvait être prédit, comme cela a été démontré pour un échantillon de 12 pluies convectives. Or celui-ci dépend manifestement, comme l'étude des cycles de vie de quelques cellules l'a montré, de la possibilité de caractériser correctement les secteurs géographiques d'influence très différente sur la convection : une meilleure caractérisation de ces secteurs devrait être l'objectif qui suivrait celle-ci

L'impact de la capitalisation des connaissances sur les projets d'innovation développement de produits nouveaux au sein des PME

Le développement des projets d'innovation est à la base du succès à long terme des entreprises qui veulent réaliser leurs objectifs stratégiques et leurs besoins d'affaires. Ainsi, la capacité à mener des projets d'innovation à terme est devenue un critère majeur de compétitivité (Bienaymé, 1994). Un projet d'innovation a les même spécificités, possède les mêmes caractéristiques que tout projet; « Il est défini et mis en oeuvre pour élaborer la réponse au besoin d'un utilisateur et il implique un objectif et des actions à entreprendre avec des ressources données» (AFITEP, 1992). Par ailleurs, comme les activités des projets d'innovation sont des activités temporaires et spécifiques, il se pose aujourd'hui un réel problème de gestion des connaissances générées pendant ces projets. On peut légitimement se demander comment les connaissances acquises lors d'un projet d'innovation peuvent être évaluées, pérennisées, protégées et transmises le cas échéant. Notre recherche tente de répondre à cette problématique en proposant justement d'analyser les effets d'un système de capitalisation des connaissances sur les projets d'innovation. Comment la mise en place d'une démarche de gestion des connaissances peut-elle permettre d'améliorer l'innovation à la fois en amont et en aval des projets? Nous avons opté pour une approche qualitative exploratoire auprès de quatre PME innovantes de la région de Rimouski. Pour cela, nous avons choisi des entretiens semistructurés à questions ouvertes, à multiples relances, qui visent à obtenir des réponses les plus complètes possibles. Les entretiens ont donné lieu à un enregistrement audio. Une analyse thématique de contenu est faite sur ses transcriptions d'entretiens et une grille d'analyse a été élaborée pour nous aider à identifier les thèmes et les sous-thèmes du discours des répondants. Les résultats obtenus, nous ont permlS d'établir que la réussite des projets d'innovation repose souvent sur la capitalisation des connaissances et des compétences existantes. La mise en place d'une culture axée sur la connaissance est primordiale pour capitaliser les connaissances de l'entreprise et stimuler la créativité et l' innovation. Aussi, la majorité des PME étudiées ont démontré un intérêt pour la création de bilans de projets pour permettre le retour d'expérience et d'éviter les erreurs majeures de conduite de projets innovants. Enfin nous croyons que cette recherche contribue grandement à l'avancement des réflexions dans le domaine de la gestion des connaissances au sein des PME, dans la mesure où peu de recherches ont concerné ce domaine. De cette manière, ce mémoire permet aux dirigeants des entreprises d'acquérir une compréhension des bénéfices d'une démarche de capitalisation des connaissances pour la réussite de leurs projets d'innovation

L'impact de la capitalisation des connaissances sur les projets d'innovation développement de produits nouveaux au sein des PME

Le développement des projets d'innovation est à la base du succès à long terme des entreprises qui veulent réaliser leurs objectifs stratégiques et leurs besoins d'affaires. Ainsi, la capacité à mener des projets d'innovation à terme est devenue un critère majeur de compétitivité (Bienaymé, 1994). Un projet d'innovation a les même spécificités, possède les mêmes caractéristiques que tout projet; « Il est défini et mis en oeuvre pour élaborer la réponse au besoin d'un utilisateur et il implique un objectif et des actions à entreprendre avec des ressources données» (AFITEP, 1992). Par ailleurs, comme les activités des projets d'innovation sont des activités temporaires et spécifiques, il se pose aujourd'hui un réel problème de gestion des connaissances générées pendant ces projets. On peut légitimement se demander comment les connaissances acquises lors d'un projet d'innovation peuvent être évaluées, pérennisées, protégées et transmises le cas échéant. Notre recherche tente de répondre à cette problématique en proposant justement d'analyser les effets d'un système de capitalisation des connaissances sur les projets d'innovation. Comment la mise en place d'une démarche de gestion des connaissances peut-elle permettre d'améliorer l'innovation à la fois en amont et en aval des projets? Nous avons opté pour une approche qualitative exploratoire auprès de quatre PME innovantes de la région de Rimouski. Pour cela, nous avons choisi des entretiens semistructurés à questions ouvertes, à multiples relances, qui visent à obtenir des réponses les plus complètes possibles. Les entretiens ont donné lieu à un enregistrement audio. Une analyse thématique de contenu est faite sur ses transcriptions d'entretiens et une grille d'analyse a été élaborée pour nous aider à identifier les thèmes et les sous-thèmes du discours des répondants. Les résultats obtenus, nous ont permlS d'établir que la réussite des projets d'innovation repose souvent sur la capitalisation des connaissances et des compétences existantes. La mise en place d'une culture axée sur la connaissance est primordiale pour capitaliser les connaissances de l'entreprise et stimuler la créativité et l' innovation. Aussi, la majorité des PME étudiées ont démontré un intérêt pour la création de bilans de projets pour permettre le retour d'expérience et d'éviter les erreurs majeures de conduite de projets innovants. Enfin nous croyons que cette recherche contribue grandement à l'avancement des réflexions dans le domaine de la gestion des connaissances au sein des PME, dans la mesure où peu de recherches ont concerné ce domaine. De cette manière, ce mémoire permet aux dirigeants des entreprises d'acquérir une compréhension des bénéfices d'une démarche de capitalisation des connaissances pour la réussite de leurs projets d'innovation

Modélisation et mise en œuvre d'environnements informatiques pour la régulation de l'apprentissage, le cas de l'algèbre avec le projet LINGOT

200 pagesCe projet a pour objectif de mettre à la disposition des enseignants des outils performants pour un travail plus individualisé avec des élèves dans le domaine de l'algèbre élémentaire. Le travail s'appuie sur des recherches théoriques en Didactique des Mathématiques et en Environnements Informatiques d'Apprentissage Humain. Le projet a produit un logiciel, appelé Pépite, qui construit automatiquement le profil cognitif en algèbre d'un élève du secondaire à partir de ses réponses à un test spécialement élaboré à cet effet

Un système data mining en ligne pour la maintenance ontologique d'une mémoire corporative DM

L'intégration de la connaissance dans la mémoire corporative (Ribière et Matta, 1998), (Dieng et al., 1998) fait face à l'hétérogénéité des données (Visser, Jones et al., 1997). L'utilisation de l'ontologie est une approche possible pour surmonter ce problème. Cependant, l'ontologie est une structure de donnée comme n'importe quelle structure informatique, elle est donc dynamique et évolue dans le temps à cause des conditions dynamiques résultant des changements du domaine conceptuel, les changements de conceptualisation, les changements de spécification, les changements descendants, etc. (Yildiz, 2006). Ces dernières années, plusieurs approches ont été proposées pour résoudre le problème de la maintenance des ontologies. Cependant, la précision et le rappel ne permettent pas de satisfaire les besoins des utilisateurs. De plus, ces approches ne prennent pas en compte toute l'information disponible pour prendre une décision réaliste. Pour résoudre le problème de l'évolution de la connaissance dans les ontologies, nous proposons une approche hybride qui utilise l'apprentissage machine et un processus d'alignement qui contrôle les relations syntaxiques entre les entrées dans l'ontologie. De plus, des règles structurelles et des heuristiques sont appliquées pour améliorer le degré de similitude entre les entités ontologiques. Ce processus hybride crée des règles de correspondance qui définissent comment transformer les entrées dans l'ontologie en définissant tous les types d'associations possibles entre les entités ontologiques. L'approche d'enrichissement de l'ontologie exploite les techniques de la fouille de données, les techniques du traitement automatique du langage naturel et la recherche d'information pour améliorer la performance d'apprentissage durant la tâche d'enrichissement du domaine conceptuel. L'évaluation des ontologies demeure un problème important et le choix d'une approche appropriée dépend des critères utilisés. Dans notre approche, nous adoptons la vérification de la cohérence décrite dans (Maziar Amirhosseini et al., 2011) et (Abderrazak et al., 2011).\ud ______________________________________________________________________________ \ud MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Data Mining, Traitement automatique du langage naturel, Apprentissage machine, Recherche d'information, Intégration, Ontologie, Mémoire corporative, Web sémantique

Recherche-action dans l'industrie de l'ingénierie : analyse des facteurs critiques à l'implantation d'un système de gestion des connaissances visant à renouveler et adapter un modèle théorique

Pour voir à l'adaptation aux contextes variables que nous connaissons, les gestionnaires doivent penser et adopter des pratiques de gestion qui permettent d'ajuster plus facilement l'organisation aux perpétuels changements, et ce, dans le but d'assurer la pérennité de l'entreprise et répondre aux nouvelles contraintes des marchés. Pour répondre à ceci, confronter plus habilement cette réalité et parvenir à une meilleure adéquation entre l'organisation et son environnement variable, voire incertain par moment, la gestion des connaissances s'avère une pratique qui a su faire ses preuves et intéressante à intégrer dans la planification stratégique d'entreprise. Dans le cadre de ce travail de recherche et par le biais d'une étude exploratoire réalisée de manière empirique dans l'industrie québécoise de l'ingénierie, nous proposons de faire l'analyse des facteurs critiques à l'implantation d'un système de gestion des connaissances, et ce, dans l'optique de renouveler et d'adapter un modèle théorique reconnu. La pertinence théorique et pratique de ce travail permet diverses possibilités. D'abord, sur le plan théorique, ce travail permet d'élargir le champ des travaux disponibles et de nuancer les textes conceptuels existants. Les grandes lignes théoriques tirées de ce travail permettent aussi d'ajuster un modèle à une industrie et à une entreprise spécifique. Ensuite, sur le plan pratique, les conclusions soulevées augmentent les probabilités de parvenir à implanter un système de gestion des connaissances répondant plus clairement aux besoins des acteurs. Si les personnes responsables de l'implantation d'un système de gestion des connaissances arrivent à l'ajuster à leur réalité, les chances de réussites sont augmentées. Par ricochet, c'est la pérennité de l'entreprise qui en sera favorisée. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Connaissances, Gestion des connaissances, Compétences, Apprentissages, Capacités\ud organisationnelles

Gestion des signes : De la représentation des connaissances à leur signification pour les e-services

Depuis quelques années, une nouvelle forme d’innovation plus durable, à la fois ouverte, inclusive avec les gens, moins quantitative et donc plus intelligente, se met en place sur les marchés et les territoires. Elle replace l’humain, c’est-à-dire le sujet, au centre du processus d’innovation économique, sociale et environnementale. Cette forme d’innovation est fondée sur la valeur d’usage des technologies en plus de leur valeur d’échange. Quel est alors son impact sur la recherche, notamment en matière de Science et Technologies de l’Information et de la Communication ? Depuis l’avènement du Web 2.0, la tendance est d’impliquer de plus en plus les utilisateurs qui ont des contenus et savoir-faire à valoriser dans la co-construction des services TIC (e-services). En effet, ces utilisateurs souhaitent s’investir pour leurs besoins propres si on leur donne les moyens de s’exprimer. Avec la personnalisation des e-services, ce changement d’orientation modifie donc la vision de la gestion des connaissances que l’on a connue en Intelligence Artificielle il y a plus de dix ans. Elle est devenue moins techno-centrée sur les contenants. Elle se focalise plus sur les contenus dont il faut promouvoir la qualité. Se pose alors le problème de la signification des objets qu’il est nécessaire de partager entre sujets pour créer du sens commun au sein de communautés. Dans la lignée des approches « User Centred Design » en IHM, on s’intéressera dans cette HDR non seulement aux ontologies écrites du Web sémantique pour décrire ce qui est, c’est-à-dire les savoirs, mais aussi aux interprétations multimédia des individus lorsqu’ils sont mis en situation d’utilisation pour montrer ce qu’ils font, c’est-à-dire leurs savoir-faire. Nous avons donc introduit la gestion des signes et le Web sémiotique comme nouveaux paradigmes en informatique pour passer de la représentation des connaissances à leur signification pour les e-services. Ces concepts proviennent de la théorie des signes et de celle de l’activité dont nous nous sommes inspirés pour fonder notre recherche, modélisée au sein d’un tétraèdre sémiotique (sujet, donnée, information, connaissance). Nous expliciterons la nature de cette sémiotique et la méthodologie de construction des signes (sémiosis) que nous avons mise en oeuvre sur un Plateau de Créativité dans deux domaines sur lesquels nous avons travaillé depuis la thèse, celui de la Systématique (gestion de la biodiversité) puis celui de la musique (elearning instrumental). Ces deux exemples en éducation avec les TIC montrent l’intérêt de développer des outils réellement utiles et utilisés par les usagers pour innover de manière collaborative avec eux, afin de partager des savoir-faire, notamment visuels ou gestuels. Ce sont là quelques conditions nécessaires pour créer du lien entre individus (désirabilité) avant de créer du bien pour la communauté.Ces travaux s’inscrivent dans la mise en place d’un Living Lab en Teaching et Learning à l’Université de La Réunion pour enrichir la transmission des connaissances par l’identification et le partage des signes qui s’y rapportent