Démarche, modèles et outils multi-agents pour l'ingénierie des collectifs cyber-physiques

We call a Collective Cyber-Physical System (CCPS), a system consisting of numerous autonomous execution units achieving tasks of control, communication, data processing or acquisition. These nodes are autonomous in decision making and they can cooperate to overcome gaps of knowledge or individual skills in goal achievement.There are many challenges in the design of these collective systems. This Habilitation thesis discusses various aspects of such a system engineering modeled according to a multi-agent approach.First, a complete CCPS design method is proposed. Its special features are discussed regarding the challenges mentioned above. Agent models and collective models suitable to constrained communications and changing environments are then proposed to facilitate the design of CCPS. Finally, a tool that enables the simulation and the deployment of hw/sw mixed collective systems is presented.These contributions have been used in several academic and industrial projects whose experience feedbacks are discussed.Nous appelons "collectif cyber-physique" un système embarqué en réseau dans lequel les nœuds ont une autonomie de décision et coopèrent spontanément afin de participer à l'accomplissement d'objectifs du système global ou de pallier des manques de connaissances ou de compétences individuelles. Ces objectifs portent notamment sur l'état de leur environnement physique. La conception de ces collectifs présente de nombreux défis. Ce mémoire d'Habilitation propose une discussion des différents aspects de l'ingénierie de ces systèmes que nous modélisons en utilisant le paradigme multi-agent. Tout d'abord, une méthode complète d'analyse et de conception est proposée. Ses différentes particularités sont discutées au regard des différents défis précédemment évoqués. Des modèles d'agent et de collectifs adaptés aux communications contraintes et aux environnements changeants sont alors proposés. Ils permettent de simplifier la conception des collectifs cyber-physiques. Enfin, un outil qui permet la simulation et le déploiement de systèmes collectifs mixtes logiciels/matériels est introduit.Ces contributions ont été éprouvées dans des projets académiques et industriels dont les retours d'expériences sont exploités dans les différentes discussions

Développement de méthodologies d'Eco-conception pour le secteur microélectronique

L'éco-conception est un processus permettant aux entreprises industrielles d'assumer leur responsabilité relative aux impacts générés par leurs produits. Les contraintes liées aux impacts environnementaux sont intégrées dans les stades avancés de la conception. Du fait de ses spécificités, tant au niveau de la structure du produit que de la complexité des processus de conception, l'industrie microélectronique s'est trouvée jusqu'alors en marge de considérations avancées sur l'impact de ses produits. L'objectif du travail de recherche est de définir une méthodologie d'éco-conception dédiée à la microélectronique permettant d'identifier les méthodes, outils et indicateurs susceptibles d'être déployés dans les départements de R&D. La stratégie associée vise à accroître la sensibilité environnementale des concepteurs et à les conduire à trouver des alternatives influant positivement sur l'environnement. Notre méthodologie repose sur une plateforme méthodologique intégrant plusieurs outils, chacun dédié à une activité indépendante de la conception de produits microélectroniques. L'évaluation environnementale est basée sur l'analyse de cycle de vie (ACV). Dans les phases préliminaires de conception, la connaissance du produit (structure, propriétés et performances) est limitée, alors la modélisation de son cycle de vie est réalisée à l'aide d'ACV-simplifiée : cela consiste à prédire l'impact d'un produit en développement grâce à des mécanismes d'adaptation par analogie basés sur l'étude des générations précédentes. En plus de solutions techniques appropriées, l'intégration de l'éco-conception dans une entreprise nécessite certains changements organisationnels : une modification du processus de conception a été proposée ainsi que des recommandations pour l'intégration d'un système de gestion de l'environnement orienté sur les produits.Eco-design represents a natural process for industries wishing to fulfil their role in safeguarding environment and resources. The constraint linked to impacts becomes a decisive factor which can be systematically integrated in the early stages of products development. Because of chips specificities, both in structure and complexity of design process, microelectronic industry has been up to now out of advanced considerations related to chips environnemental performances. Our target was to define an eco-design methodology dedicated to microelectronic sector including the identification of methods, tools and indicators which have the highest chance to be deployed in R&D departments. The strategy aims to increase designers' environmental consciousness and drive them to explore innovative opportunities that can positively impact the environment during design phase. Our methodology relies on a platform integrating three tools, each one of them dedicated to a part of chip design. Environmental analysis is based on Life Cycle Assessment (LCA). In the preliminary stages of design, knowledge on product (structure, properties and performances) is limited so the evaluation is assessed using Quick LCA : it consists in predicting the environmental footprint of an under-development product thanks to adaptive mechanism based on the evaluation of previous generations. In addition to technical solutions, an optimized integration of an innovative process such as eco-design requires organizational changes into the company: a proposal for internal design process modification was done including recommendations for integration of a product-oriented management system.SAVOIE-SCD - Bib.électronique (730659901) / SudocGRENOBLE1/INP-Bib.électronique (384210012) / SudocGRENOBLE2/3-Bib.électronique (384219901) / SudocSudocFranceF

Méthodologies de conception de systèmes dans le médical : prise en compte des spécificités utilisateurs

My accreditation thesis to supervise research (HDR) is intended to summarize my professional teaching experience, administrative responsibilities as well as my scientific research.My research focuses on design methodologies on products in the field of disability and health in general. Theoretical concepts such as User Centered Design, Scenario Based Design (design based on simulation methods), along with Participatory design and Action research provide the information enabling me to conduct experiments and create new concepts. New product developments are introduced in conjunction with therapists and hospital practitioners. By working with disabled people, who are the end-users, my experiments provide vision for new methods of design to integrate specific characteristics for them.The following document shows the synergy existing between my professional activities and my involvement in civic associations. The importance of interdisciplinary health – technology around end-users and my permanent implications in real situations with the many stakeholders of the design process make up the core beliefs of my motivation as an actor in our society.Ce mémoire d’Habilitation à Diriger des Recherche se veut être un résumé de mes activités professionnelles d’enseignements, de responsabilités administratives et de recherche scientifiqueLes activités de recherche sur lesquelles porte mon travail sont orientées autour des méthodologies de conception de produits dans le domaine du handicap et de la santé en général. Les concepts théoriques tels que la Conception Centrée Utilisateur, la Conception basée sur les Scénarios, la Conception Participative et la Recherche Action constituent les éléments me permettant de construire mes expérimentations et générer mes concepts. Des développements de produits avec des thérapeutes et des praticiens hospitaliers sont présentés. Des conceptions et fabrications de de produits avec des personnes en situation de handicap sont montrées. Ces expériences me permettent de proposer des méthodes de conception intégrant les spécificités des utilisateurs finaux dans le processus de conception.Je montre dans ce document, la synergie existante entre mes activités enseignements – recherche – responsabilités administratives – associations citoyennes. L’importance de l’interdisciplinarité techno-santé autour des utilisateurs finaux et mes implications permanentes sur le terrain avec les tous les acteurs de la conception constituent l’essentiel de mes motivations en tant qu’acteur dans notre société

Méthodes et modèles de conception et d'évaluation des interfaces homme-machine

L'importance accordée aux interactions homme-machine en général est actuellement énorme. L'orientation prise par les chercheurs et les industriels pour couvrir ce domaine est désormais résolument pluridisciplinaire. Ce mémoire d'Habilitation à Diriger des Recherches en informatique se situe dans cette mouvance en étant consacré à l'étude de méthodes de conception et d'évaluation des interfaces homme-machine (IHM) dans les systèmes complexes. Ce domaine de recherche se positionne au carrefour de l'ingénierie des IHM, du génie logiciel et de l'intelligence artificielle, tout en prenant en compte des concepts et modèles issus des sciences cognitives. Les aspects méthodologiques du développement d'interfaces homme-machine servent de canevas théorique tout au long du mémoire qui est organisé en trois chapitres. Le premier est consacré à un état de l'art sur le domaine de recherche. Après une étude critique des différents cycles de développement du génie logiciel, il recense autour d'un cadre théorique et méthodologique un ensemble de méthodes, modèles, techniques et outils contribuant au développement d'applications interactives dans les systèmes complexes. Le second chapitre est bâti autour d'un ensemble de contributions à l'ingénierie de conception et d'évaluation des interfaces homme-machine. Ces contributions résultent d'un travail d'équipe depuis mon arrivée au laboratoire en septembre 1985. Après une présentation des systèmes réalisés dans le cadre de cette recherche, ce chapitre présente plusieurs méthodes de conception ou d'évaluation mises en place autour de ceux-ci. Enfin, le troisième chapitre tire les leçons des aspects méthodologiques étudiés dans les deux premiers en proposant un modèle, appelé ∇, de développement d'applications interactives. Au cours de ces prochaines années, l'approfondissement de ce modèle devrait servir de cadre de pensée pour nos recherches. Pour l'ensemble des axes de recherche envisagés, un travail considérable reste à accomplir, au vu de la place de plus en plus importante que tient l'ingénierie des interfaces homme-machine dans de nombreux domaines

Capacités dynamiques et compréhension des enjeux sectoriels : apports de l’intelligence technologique au cas de l’avionique.

The understanding of the scientific dynamics of an environment, whether technological orcompetitive, occupies a predominant place in the discussion of adaption and survival of firms. In thecase of avionics, the upheaval in the 2000’s is the consequence of profound changes in its two mainsectors, aeronautics and electronics. This drove the Computer Department, part of the AvionicsDivision of Thales Group, to question its ability to handle these evolutions. In this thesis, we examineone of these mechanisms, the sensing dynamic capability (defined as the aptitudes deployed by firmsin order to adapt routines and organizational capabilities) and we put it into practice throughtechnological intelligence capability.By studying the deployment of this ability inside the Department, we show how technologicalintelligence contributes to the learning process of the firm, as it is used by managers in order toinfluence the selection process of Product Policy. In order to achieve this, we adopted a researchinterventionmethodology (with the support of an industrial agreement CIFRE) based on two steps.First of all, we show that through the operationalization of the technological intelligence ability in thedepartment, managers put the latter to use in the selection of product policies. Secondly, the results ofthe technical studies conducted for this deployment add to the understanding of the scientific andtechnological dynamics of the avionics sector.La compréhension des dynamiques d’un environnement, qu’elles soient technologiques ouconcurrentielles, tient une place importante dans les réflexions sur l’adaptation et la survie des firmes.Dans le cas de l’avionique, les bouleversements des années 2000 sont les conséquences de profondschangements dans ses deux secteurs de référence, l’aéronautique et l’électronique, ce qui amène leDépartement Calculateurs de la Division Avionique du Groupe Thales à s’interroger sur sa capacité àsaisir ces changements. Dans ces travaux, nous proposons d’examiner l’un de ces mécanismes, lescapacités dynamiques sensing (définies comme les aptitudes déployées par les firmes pour adapter lesroutines et capacités organisationnelles) et de l’opérationnaliser au travers de la capacité d’intelligencetechnologique.Par l’étude du déploiement de cette capacité au sein du Département, nous montrons en quoil’intelligence technologique est une capacité participant du processus d’apprentissage de la firme,déployée par les managers pour agir sur les processus de définition des Politiques Produits. Pouratteindre cet objectif, nous avons adopté une démarche de recherche-intervention (menée dans le cadred’une Convention Industrielle CIFRE) s’articulant en deux temps. Premièrement, nous montrons autravers de l’opérationnalisation de la capacité d’intelligence technologique au sein du Département quecette dernière sert les managers dans la définition des Politiques Produits. Deuxièmement, les résultatsdes études techniques menées pour ce déploiement contribuent à la compréhension des dynamiquesscientifiques et techniques du secteur avionique

Atlas de sensibilité du littoral aux pollutions marines, dispositif opérationnel ORSEC départemental de La Réunion. Annexe technique du dispositif spécifique Polmar-Terre.

Cet atlas de sensibilité du littoral aux pollutions marines a été produit dans le cadre du projet "Elaboration des Atlas Polmar et DCE" confié par l'Etat (DEAL -La Réunion) au laboratoire universitaire LETG-Brest Géomer en lien avec la délégation IFREMER Océan Indien. Le dispositif spécifique Polmar constitue un volet spécifique du dispositif opérationnel ORSEC départemental. Théoriquement révisé tous les cinq ans, il doit notamment fournir "un inventaire précis et hiérarchisé des zones à protéger en priorité". Etabli sous la forme d'un atlas de sensibilité des littoraux, annexe obligatoire du dispositif spécifique Polmar-Terre, cet inventaire est un document synthétique d'aide à la décision dans le contexte préparatoire et opérationnel de la lutte anti-pollution