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In this thesis we propose a formalism for defining RMS configurations, based on the modularity of the system, including both physical and logical aspects (so far considered separately in the literature), and performance (KPI) and model (flow simulation) aspects to align the proposal with the requirements of Industry 4.0 (the RAMI 4.0 architecture). The modular vision allows a precise description and analysis and leads to a better knowledge of the system to drive a reconfiguration. A reference data model emerges from this modular vision, and is used to generate the configuration database, which is the foundation of the proposed selection process for new configurations. This approach aims at capitalizing on past, present and potentially future configuration data of the system, in order to meet the needs of proactivity, datareuse and more generally of knowledge management in a reconfiguration process. A metric to evaluate the impact of a reconfiguration is proposed, in order to ensure a relevant configuration choice. An illustrative example and two industrial case studies have been conducted. They allow to validate the relevance of the proposed approach, and have also allowed to show that the approach is valid for mature systems as well as for systems still under design. The approach offers new perspectives for RMS controlled with holons. Nevertheless, the notion of aggregation (data, control logics, models) as well as the lack of automation of the selection process are some drawbacks of the proposal, but also represent promising topics for future works.; Dans cette thèse nous proposons un formalisme de définition des configurations des RMS basé sur la modularité du système, incluant à la fois les aspects physique et logique (jusqu’ici considérés séparément dans la littérature), et les aspects performance (KPI) et modèle (simulation de flux) répondant aux exigences de l'industrie 4.0 (l'architecture RAMI 4.0). La vision modulaire permet une description et une analyse précise et conduit à une meilleure connaissance du système pour conduire une reconfiguration. Un modèle de données de référence émerge de cette vision modulaire et est utilisé pour générer la base de données de configurations, socle de la démarche de choix de nouvelles configurations proposées. Cette démarche vise la capitalisation des données de configurations passées, présentes et potentiellement futures du système,afin de répondre aux besoins de proactivité, réutilisation de données et plus généralement de gestion des connaissances dans un processus de reconfiguration. Une métrique permettant d'évaluer l'incidence de la reconfiguration est proposée afin d’assurer un choix de configuration judicieux. Un exemple illustratif et deux cas d’étude industriels ont été conduits. Ils permettent de valider la pertinence de l’approche proposée et aussi de montrer que l’approche est valable tant pour des systèmes matures que pour des systèmes encore en conception. L’approche ouvre de nouvelles perspectives pour des RMS holoniquement contrôlés. Cependant, la notion d’agrégation (données, logiques de contrôle, modèles) ainsi que le manque d’automatisation de la démarche de choix constituent des limites à la proposition mais représentent aussi des axes de réflexions pour de futurs travaux.

Underwater robots can nowadays operate in complex environments in a broad scope of missions where the use of human divers is difficult for cost or safety reasons. However the complexity of aquatic environments requires to give the robotic vector an autonomy sufficient to perform its mission while preserving its integrity. This requires to design control laws according to application requirements. They are built on knowledge from several scientific fields, underlining the interdisciplinarity inherent to robotics. Once the control law designed, it must be implemented as a control Software working on a real-time Software architecture.Nonetheless the current conception of control laws, as "monolithic" blocks, makes difficult the adaptation of a control from an application to another and the integration of knowledge from various scientific fields which are often not fully understood by control engineers. It also penalizes the implementation of control on Software architectures, at least its modularity and evolution. To solve those problems we seek a proper separation of knowledge so that each knowledge item can be easily used, its role precisely defined and we want to reify the interactions between them. Moreover this will allow us a more efficient projection on the Software architecture. We thus propose a new formalism for control laws description as a modular composition of basic entities named Atoms used to encapsulate the knowledge items.We also aim at building a better synergy between control and software engineering based on shared concerns such as temporal constraints and stability. Hence we extend the definition of our Atoms with constraints carrying information related to their temporal behaviour. We propose as well a methodology relying on our formalism to guide the implementation of control on a real-time Middleware. We will focus on the ContrACT Middleware developed at LIRMM.Finally we illustrate our approach on several robotic functionalities that can be used during aquatic environments exploration and especially for wall avoidance during the exploration of a karst aquifer.; Les robots sous-marins peuvent aujourd'hui évoluer dans des environnements complexes difficilement accessibles à l'Homme pour des raisons de coût ou de sécurité. Ils peuvent donc intervenir dans une grande variété de missions en environnement aquatique. Or, la complexité de ces milieux impose de doter le vecteur robotique d'une autonomie opérationnelle suffisante afin qu'il puisse mener sa mission à bien tout en préservant son intégrité. Cela nécessite de développer des lois de commande répondant aux spécificités de l'application. Ces lois de commande se basent sur des connaissances provenant de différentes disciplines scientifiques ce qui souligne l'interdisciplinarité inhérente à la robotique. Une fois la loi de commande développée, il faut implémenter le contrôleur sur le robot sous forme de logiciel de contrôle basé sur une architecture logicielle temps-réel.Or la conception actuelle des lois de commande, sous forme de blocs "monolithiques", rend difficile l'évolution d'une loi de commande d'une application à l'autre, l'intégration de connaissances provenant d'autres disciplines scientifiques que ne maitrisent pas forcément les automaticiens et pénalisent son implémentation sur des architectures logicielles qui nécessitent la modularité. Pour résoudre ces problèmes nous cherchons à proprement séparer les différentes connaissances afin que chacune soit aisément manipulable, son rôle clair et que les relations établies entre les différentes connaissances soient explicites. Cela permettra en outre une projection plus efficace sur l'architecture logicielle. Nous proposons donc un nouveau formalisme de description des lois de commande selon une composition modulaire d'entités de base appelées Atomes et qui encapsulent les différents éléments de connaissance. Nous nous intéressons également à l'établissement d'une meilleure synergie entre les aspects automatique et génie logiciel qui se construit autour de préoccupations communes telles que les contraintes temporelles et la stabilité. Pour cela, nous enrichissons nos Atomes de contraintes chargées de véhiculer les informations relatives à ces aspects temporels. Nous proposons également une méthodologie basée sur notre formalisme afin de guider l'implémentation de nos stratégies de commande sur un Middleware temps-réel, dans notre cas le Middleware ContrACT développé au LIRMM.Nous illustrons notre approche par diverses fonctionnalités devant être mises en oeuvre lors de missions d'exploration de l'environnement aquatique et notamment pour l'évitement de parois lors de l'exploration d'un aquifère karstique.

Underwater robots can nowadays operate in complex environments in a broad scope of missions where the use of human divers is difficult for cost or safety reasons. However the complexity of aquatic environments requires to give the robotic vector an autonomy sufficient to perform its mission while preserving its integrity. This requires to design control laws according to application requirements. They are built on knowledge from several scientific fields, underlining the interdisciplinarity inherent to robotics. Once the control law designed, it must be implemented as a control Software working on a real-time Software architecture.Nonetheless the current conception of control laws, as "monolithic" blocks, makes difficult the adaptation of a control from an application to another and the integration of knowledge from various scientific fields which are often not fully understood by control engineers. It also penalizes the implementation of control on Software architectures, at least its modularity and evolution. To solve those problems we seek a proper separation of knowledge so that each knowledge item can be easily used, its role precisely defined and we want to reify the interactions between them. Moreover this will allow us a more efficient projection on the Software architecture. We thus propose a new formalism for control laws description as a modular composition of basic entities named Atoms used to encapsulate the knowledge items.We also aim at building a better synergy between control and software engineering based on shared concerns such as temporal constraints and stability. Hence we extend the definition of our Atoms with constraints carrying information related to their temporal behaviour. We propose as well a methodology relying on our formalism to guide the implementation of control on a real-time Middleware. We will focus on the ContrACT Middleware developed at LIRMM.Finally we illustrate our approach on several robotic functionalities that can be used during aquatic environments exploration and especially for wall avoidance during the exploration of a karst aquifer.; Les robots sous-marins peuvent aujourd'hui évoluer dans des environnements complexes difficilement accessibles à l'Homme pour des raisons de coût ou de sécurité. Ils peuvent donc intervenir dans une grande variété de missions en environnement aquatique. Or, la complexité de ces milieux impose de doter le vecteur robotique d'une autonomie opérationnelle suffisante afin qu'il puisse mener sa mission à bien tout en préservant son intégrité. Cela nécessite de développer des lois de commande répondant aux spécificités de l'application. Ces lois de commande se basent sur des connaissances provenant de différentes disciplines scientifiques ce qui souligne l'interdisciplinarité inhérente à la robotique. Une fois la loi de commande développée, il faut implémenter le contrôleur sur le robot sous forme de logiciel de contrôle basé sur une architecture logicielle temps-réel.Or la conception actuelle des lois de commande, sous forme de blocs "monolithiques", rend difficile l'évolution d'une loi de commande d'une application à l'autre, l'intégration de connaissances provenant d'autres disciplines scientifiques que ne maitrisent pas forcément les automaticiens et pénalisent son implémentation sur des architectures logicielles qui nécessitent la modularité. Pour résoudre ces problèmes nous cherchons à proprement séparer les différentes connaissances afin que chacune soit aisément manipulable, son rôle clair et que les relations établies entre les différentes connaissances soient explicites. Cela permettra en outre une projection plus efficace sur l'architecture logicielle. Nous proposons donc un nouveau formalisme de description des lois de commande selon une composition modulaire d'entités de base appelées Atomes et qui encapsulent les différents éléments de connaissance. Nous nous intéressons également à l'établissement d'une meilleure synergie entre les aspects automatique et génie logiciel qui se construit autour de préoccupations communes telles que les contraintes temporelles et la stabilité. Pour cela, nous enrichissons nos Atomes de contraintes chargées de véhiculer les informations relatives à ces aspects temporels. Nous proposons également une méthodologie basée sur notre formalisme afin de guider l'implémentation de nos stratégies de commande sur un Middleware temps-réel, dans notre cas le Middleware ContrACT développé au LIRMM.Nous illustrons notre approche par diverses fonctionnalités devant être mises en oeuvre lors de missions d'exploration de l'environnement aquatique et notamment pour l'évitement de parois lors de l'exploration d'un aquifère karstique.

Feeding function is a major problem in the design of the production systems. A feeder has to guarantee the position and the orientation of the components it supplies to the assembly system. However, the more the objects are small the more the required precision is high. The presented works have been realised for the feeding of components of which range of size is from some millimetres to hundred of microns. Moreover, the design of the feeding systems has been thought in order to be used with a large range of size of components. The first contribution of the thesis consisted in elaborating a feeding strategy associating high accuracy and flexibility for millimetre-length components. This work has been done as a contribution for an European project of the 6th PCRD, the IP EUPASS (Evolvable Ultra Precision Assembly SystemS). To meet the standard of EUPASS, the proposed feeding system is flexible (it can transport all the test-bed components), modular (it is ?plug and produce?), highly accurate (micrometer range) and based on an opened control architecture. The second part of the work is dedicated to hundred micrometer size components. The objective was to move several kind of micro-objects on a surface until a given position. We have used controlled mechanical vibrations to move micro-objects by inertia. Because the friction force is not well characterized at the micrometer level, we have firstly proposed a method to calculate it in the case of a planar contact between the component and the surface of the feeder. Knowing this force, we where able to control precisely the vibrations of the feeding system in order to move the component. Using this method, a step by step displacement is obtained. The steps can be controlled to give the resolution of the system. Finally, a visual servoing allows controlling the movement of micro-objects until their final position.; L'alimentation en composants est un problème majeur dans la conception des systèmes de production et plus particulièrement d'assemblage. Un système d'alimentation doit garantir la position et l'orientation des composants qu'il fournit au système d'assemblage, quelle que soit la taille des composants. En revanche, le niveau de précision sera généralement d'autant plus important que les composants sont petits. Nos travaux ont été réalisés dans le contexte de l'alimentation en composants de taille millimétrique à microscopique avec des objectifs de modularité et de haute précision de positionnement. La première contribution de la thèse a consisté à élaborer une stratégie pour l'alimentation de haute précision en composants millimétriques pour une architecture ouverte, flexible et standardisée, proposée par un projet européen EUPASS (Evolvable Ultra Precision ASembly System). Un système standard a ainsi été développé. Il est modulaire, reconfigurable pour différents types de minicomposants et permet leur maintien micrométrique. Sur la base de ces travaux, nous avons étendu notre étude aux systèmes de micro-assemblage (microusine). L'objectif était de déplacer dans un plan des micro-objets jusqu'à une position donnée. L'idée retenue se fonde sur l'utilisation des vibrations pour entraîner ces micro-objets par inertie. Il a donc été nécessaire de caractériser les interactions entre la surface du système d'alimentation et la surface du micro-objet. Pour cela nous avons élaboré une méthode pour évaluer directement la force concernée qui est la force de friction. Le contrôle des vibrations du système a ensuite été conçu. Le pas de déplacement d'un micro-objet en fonction de ses caractéristiques est alors maîtrisé. Enfin, une boucle d'asservissement permet de contrôler le déplacement des micro-objets jusqu'à une position consigne.

Feeding function is a major problem in the design of the production systems. A feeder has to guarantee the position and the orientation of the components it supplies to the assembly system. However, the more the objects are small the more the required precision is high. The presented works have been realised for the feeding of components of which range of size is from some millimetres to hundred of microns. Moreover, the design of the feeding systems has been thought in order to be used with a large range of size of components. The first contribution of the thesis consisted in elaborating a feeding strategy associating high accuracy and flexibility for millimetre-length components. This work has been done as a contribution for an European project of the 6th PCRD, the IP EUPASS (Evolvable Ultra Precision Assembly SystemS). To meet the standard of EUPASS, the proposed feeding system is flexible (it can transport all the test-bed components), modular (it is ?plug and produce?), highly accurate (micrometer range) and based on an opened control architecture. The second part of the work is dedicated to hundred micrometer size components. The objective was to move several kind of micro-objects on a surface until a given position. We have used controlled mechanical vibrations to move micro-objects by inertia. Because the friction force is not well characterized at the micrometer level, we have firstly proposed a method to calculate it in the case of a planar contact between the component and the surface of the feeder. Knowing this force, we where able to control precisely the vibrations of the feeding system in order to move the component. Using this method, a step by step displacement is obtained. The steps can be controlled to give the resolution of the system. Finally, a visual servoing allows controlling the movement of micro-objects until their final position.; L'alimentation en composants est un problème majeur dans la conception des systèmes de production et plus particulièrement d'assemblage. Un système d'alimentation doit garantir la position et l'orientation des composants qu'il fournit au système d'assemblage, quelle que soit la taille des composants. En revanche, le niveau de précision sera généralement d'autant plus important que les composants sont petits. Nos travaux ont été réalisés dans le contexte de l'alimentation en composants de taille millimétrique à microscopique avec des objectifs de modularité et de haute précision de positionnement. La première contribution de la thèse a consisté à élaborer une stratégie pour l'alimentation de haute précision en composants millimétriques pour une architecture ouverte, flexible et standardisée, proposée par un projet européen EUPASS (Evolvable Ultra Precision ASembly System). Un système standard a ainsi été développé. Il est modulaire, reconfigurable pour différents types de minicomposants et permet leur maintien micrométrique. Sur la base de ces travaux, nous avons étendu notre étude aux systèmes de micro-assemblage (microusine). L'objectif était de déplacer dans un plan des micro-objets jusqu'à une position donnée. L'idée retenue se fonde sur l'utilisation des vibrations pour entraîner ces micro-objets par inertie. Il a donc été nécessaire de caractériser les interactions entre la surface du système d'alimentation et la surface du micro-objet. Pour cela nous avons élaboré une méthode pour évaluer directement la force concernée qui est la force de friction. Le contrôle des vibrations du système a ensuite été conçu. Le pas de déplacement d'un micro-objet en fonction de ses caractéristiques est alors maîtrisé. Enfin, une boucle d'asservissement permet de contrôler le déplacement des micro-objets jusqu'à une position consigne.

International audience; les microsystèmes de production ont la dualité d'opérer dans l'univers particulier du micromonde et de constituer un système de production à part entière. Ainsi, ils ont la nécessité de pouvoir s'intégrer dans un milieu fondamentalement différent de l'échelle humaine. De plus, il leur faut assurer un certain niveau de productivité, de flexibilité et de réactivité leur permettant de constituer un système performant pour la réalisation de microproduits. L'objectif de nos travaux de recherche est de pouvoir intégrer tous les facteurs inhérents à cette situation dans une méthodologie visant à proposer une architecture modulaire de microsystèmes de production. La première étape consiste à faire une analyse fonctionnelle du système, associée à une modélisation des données permettant ainsi de définir une architecture générale. L'introduction de choix techniques constitue la seconde étape utile à l'ordonnancement des tâches (ou scénario de production) qui pourra être exécuté par le microsystème de production. La description de chacune des tâches prend en compte d'une part le comportement réel de chaque composant (technologie, dimensionnement, temps de réponse, ...) et d'autre part les actions que la commande est susceptible de pouvoir exécuter. On définit alors la notion de « module » qui englobe l'équipement matériel, un modèle de comportement et la commande spécifique associée.

To assemble and to process microproducts, especially MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), the use of conventional assembly systems leads to important difficulties because of the scale effects and the complexity of the physics of the microworld. New actuators, new sensors and new production methods must be developped. On the other hand, microproducts production systems should have dimensions which are adapted to the one of the products. Those are called microfactory.The aims of this thesis are the design, the developpement and the local control of a micromanipulation station dedicated to a microfactory. The modularity concept is applied to the physical systems and to the controls.; Pour fabriquer des produits de petites tailles, appelés micro-produits, l'utilisation de systèmes de production de dimensions habituelles conduit à des problèmes difficile à surmonter : coûts d'investissement et de fonctionnement des outils de production et problèmes techniques à cause des éffets d'echelle. Il en résulte une situation non concurrentielle même pour des systèmes automatisés.La solution d'avenir consiste à disposer de systèmes de production dont les dimensions et les coûts sont en rapport avec les produits concernés : c'est le concept de micro-usine (microfactory).L'objectif de cette thèse porte sur la conception et la commande d'une station de micromanipulation dédiée à une micro-usine. Afin d'assurer une flexibilité maximale à la micro-usine, nous proposons d'aborder la problématique de sa conception en développant à son maximum le concept de modularité. Il semble être une clé pour intégrer les spécificités d'un microsystème de production. Cette modularité doit se trouver au niveau de la commande, autant pour les tâches à réaliser que pour le pilotage de la station de micromanipulation.

To assemble and to process microproducts, especially MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), the use of conventional assembly systems leads to important difficulties because of the scale effects and the complexity of the physics of the microworld. New actuators, new sensors and new production methods must be developped. On the other hand, microproducts production systems should have dimensions which are adapted to the one of the products. Those are called microfactory.The aims of this thesis are the design, the developpement and the local control of a micromanipulation station dedicated to a microfactory. The modularity concept is applied to the physical systems and to the controls., Pour fabriquer des produits de petites tailles, appelés micro-produits, l'utilisation de systèmes de production de dimensions habituelles conduit à des problèmes difficile à surmonter : coûts d'investissement et de fonctionnement des outils de production et problèmes techniques à cause des éffets d'echelle. Il en résulte une situation non concurrentielle même pour des systèmes automatisés.La solution d'avenir consiste à disposer de systèmes de production dont les dimensions et les coûts sont en rapport avec les produits concernés : c'est le concept de micro-usine (microfactory).L'objectif de cette thèse porte sur la conception et la commande d'une station de micromanipulation dédiée à une micro-usine. Afin d'assurer une flexibilité maximale à la micro-usine, nous proposons d'aborder la problématique de sa conception en développant à son maximum le concept de modularité. Il semble être une clé pour intégrer les spécificités d'un microsystème de production. Cette modularité doit se trouver au niveau de la commande, autant pour les tâches à réaliser que pour le pilotage de la station de micromanipulation.

The here presented works, are contributions to the product family design. These works fundamentally take place in the Integrated Engineering domain or Concurrent Engineering and in particular in the field of modular design of products family, there are a results of previous works developed in the LAB by the Assembly Team.This thesis presents a model of products family founded on modularity concepts, graph grammars and matrix transformations. In chapter 1, we present the concepts and the problematic linked to the new shapes and organization design as well as the orientation of our works.Chapter 2 presents the concepts linked to the modular architecture. Principles or products family architecture are proposed.Chapter 3 uses graph grammars to model products family. This tool presents both advantages of a mathematical formulation and a graphical representation. Its choice is justified because it puts in light the complex linkages between modules and family components through the variants derivation. The development and the application of the model on an industrial case study demonstrate the potential of the graph grammars.Chapter 4 contributes to thinking on complexity in design through the proposal of several matrix transformations. From a structural analysis of products families, we propose decomposition matrix linking functional needs with generic components. We show how to structure technological solutions associated to the functions in diagonal unit matrix. Every unit is looked as a module of a products family and allows to group the technological solutions. This representation allows to translate the change from the functional area to the organic area., Les travaux présentés dans cette thèse portent sur la modélisation des familles de produits. Ces travaux se placent fondamentalement dans le domaine de l'Ingénierie Intégrée ou du Concurrent Engineering et portent sur la conception intégrée modulaire de famille de produits, ils sont une suite des travaux développés au LAB par l'équipe Méthodologie de l'Assemblage. Dans ce mémoire, nous proposons une modélisation de famille de produits s'appuyant sur des concepts de modularité, les grammaires de graphe et sur les transformations matricielles. Dans le chapitre 1, nous présentons les concepts et les problèmatiques liés aux nouvelles formes et organisation de conception ainsi que l'orientation de nos travaux.Le chapitre 2 présente les concepts liéa à l'architecture modulaire. Des principes d'organisation d'une architecture de famille de produits sont proposés.Le chapitre 3 utilise les grammaires de graphe pour la modélisation de familles de produits. Cet outil a le double avantage de s'appuyer sur une formulation mathématique et des représentations graphiques. Son choix pour la modélisation d'une famille de produits se justifie car il permet de mettre en évidence les liaisons complexes entre les modules et les composants de la famille, ceci à travers la manipulation de la génération des variantes. Le développement et l'application du modèle sur une étude de cas industrielle démontrent le potentiel apporté par ce type de modélisation. Le chapitre 4 contribue à une réflexion sur la complexité en conception par une approche matricielle. A partir d'une analyse structurelle des familles de produits, nous proposons des matrices de décomposition reliant les exigences fonctionnelles aux composants génériques constants, partiels et variants. A partir d'un exemple, nous montrons comment structurer les solutions technologiques associées aux fonctions sous forme de matrices diagonales par bloc. Chacun de ces blocs peut être vu comme un module d'une famille de produits et permet de regrouper les solutions technologiques associées à la fonction de ce module. Cette représentation permet de traduire le passage du fonctionnel à l'organique.

The laboratory works on the neural network control of a robot-vision system. This thesis concerns the application of artificial neural networks to control a robotic arm with visual servoing. The study focuses on modular learning to carry out neural networks controllers. We used self organizing maps to learn robotic functions which had been chosen for the simplicity of their algorithm as well as their capacity of generalization. These advantages enable us to have an online learning process, in real time. However these map can't deal properly with the important size of the input space following from the complexity of the task. To resolve the dimensionality problem we propose to divide the task into modules, each of them being composed of small-size artificial neural networks. With a sequential decomposition the learning phase of the whole structure becomes more difficult. Indeed not all desired inputs and outputs (which are examples for the learning process) of each module are available. Therefore a learning process is enabled by introducing the modules into the inverse flow which can estimate other introduced intermediary variables. The learning process in then bidirectional. The modular approach can therefore be considered as a neural network controller. The visual servoing has been validated on two complex robotic tasks: determining the angular configuration of a three- axis-robot and estimating the effector orientation of a four-axis-robot.; Les travaux du laboratoire se concentrent autour du contrôle neuromimétique d'une plate-forme robot-vision. Dans ce cadre, ce travail de thèse concerne l'application des réseaux de neurones artificiels à la commande d'un bras robotique par asservissement visuel. Cette étude porte plus particulièrement sur l'apprentissage modulaire afin de réaliser des contrôleurs neuromimétiques. Asservissement visuel par apprentissageLes mouvements d'un bras robotique sont contrôlés par asservissement visuel. Les informations sont fournies par deux caméras montées sur une tête robotique. La position de chaque objet est alors définie par ses coordonnées dans les images -- gauches et droites -- et par les positions angulaires des caméras.L'approche classique de l'asservissement visuel se base sur une modélisation mathématique du système robot-vision. Un contrôle précis exige une bonne connaissance des différents paramètres des modèles et une prise en compte des erreurs de calibration des capteurs et du robot. Dans cette thèse, nous évaluons une approche alternative à l'approche modèle et proposons une approche non paramétrique qui "apprend" la transformation reliant l'espace des images à l'espace des commandes angulaires à l'aide de réseaux de neurones artificiels.Les réseaux de neuronesLes réseaux de neurones se sont révélés être de très bons estimateurs. La complexité de notre tâche, notamment sa dimensionalité et ses caractéristiques non linéaires, rend leur implémentation non triviale. En effet, il est difficile de superviser l'apprentissage des réseaux de grandes tailles. De plus, les temps d'apprentissage et de réponse peuvent devenir prohibitifs.Le choix du réseau de neurones a été guidé par la nécessité d'un apprentissage en ligne, en temps réel, stable, et rapide. Nous avons retenu les cartes auto-organisatrices de Kohonen (SOM, pour Self Organizing Map) qui répondent à ces contraintes. Les notions de compétition entre neurones et de voisinage qu'elles impliquent permettent un apprentissage rapide et efficace. Des variantes ont été développées, comme la carte de Kohonen étendue. Associées à des ADALINEs (ADAptative LINear Elements), ces cartes fournissent des sorties linéaires. Elles sont donc capables de discrétiser n'importe quel espace (notamment le volume de travail du robot) et de le linéariser sans connaissance a priori.La modularitéFace à ce problème de dimensionnalité, nous proposons de décomposer la tâche en modules. Chacun de ces modules est alors constitué de réseaux de neurones de faibles dimensions. La modularité peut être vue de deux manières différentes.La première approche met plusieurs modules en parallèle. Chacun de ceux-ci reçoit les mêmes entrées et calcule une sortie. Un module supplémentaire, un superviseur, est ajouté à l'architecture. Il reçoit les mêmes entrées et a pour rôle de sélectionner le module, ou l'ensemble de modules pondérés de manière convenable, afin d'obtenir la meilleure sortie possible.La seconde approche, que nous avons adoptée, décompose la tâche complexe en une série de sous-problèmes. Comme l'apprentissage de chaque module nécessite un jeu d'apprentissage, la difficulté est de superviser les modules internes. En effet, les entrées et les sorties désirées de ces modules ne sont pas accessibles. Il est de ce fait nécessaire d'utiliser des structures d'aide à l'apprentissage telles que la bidirectionnalité. Des modules supplémentaires, spécialisés dans l'estimation de ces grandeurs intermédiaires, sont alors insérés dans l'architecture modulaire.Les résultatsL'apprentissage modulaire proposé peut alors être considéré comme un contrôleur neuromimétique. L'asservissement visuel est validé en simulation avec un robot trois axes et quatre axes. L'objectif est la poursuite de cibles mobiles dans un espace tridimensionnel, sans utiliser le modèle du système défini au préalable et sans connaissance a priori, ni sur les mouvements de la cible, ni sur les mouvements des caméras.L'approche modulaire a été validée en simulation. Nous avons montré dans ce travail que l'apprentissage modulaire est possible et efficace. Face à des tâches complexes, où l'apprentissage par un réseau unique est difficile, voire même impossible, l'apprentissage modulaire apporte une solution.