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International audience; This paper considers a dynamical way to connect resilience outcomes and processes by nesting process-based approaches inside a controlled dynamical system under resource constraints. To illustrate this, we use a dynamical model of electric power generation to show the complementary aspects of outcome, resources, and process-based approaches for analyzing infrastructure resilience. The results of this stylized model show that adaptation is the most influential process and that for monitoring to be efficient it must account for associated costs. Beyond these specific results, we suggest that nesting outcome- and process-based approaches within a dynamical controlled framework can be very useful and complementary for infrastructure managers and designers tasked with effectively allocating resources for enhancing system resilience.

The climate system generates a strange attractor, described by a probability distribution, called the SRB measure (Sinai-Ruelle-Bowen). This measure describes the state and dynamic of the system. The goal of this thesis is first, to quantify the modification of this measure when climate changes. For this, the Wasserstein distance, stemming from the optimal transport theory, allows us determine accurately the differences between probability distributions. Used on a non-autonomous Lorenz toy model, this metric allows us to detect and quantify the alteration due to a forcing similar to anthropogenic forcing. This methodology has been applied to simulation of RCP scenarios from the IPSL model. The results are coherent with different scenarios. Second, the optimal transport gives a theoretical context for stationary bias correction: a bias correction method is equivalent to a joint probability law. A specific joint law is selected with the Wasserstein distance (Optimal Transport Correction method, OTC). This approach allows us extending bias correction methods in any dimension, correcting spatial and inter-variables dependences. An extension in the non-stationary context has been also developed (dynamical OTC method, dOTC). Those two methods have been tested in an idealized case, based on a Lorenz model, and on climate dataset (a regional climate simulation corrected with respect to the SAFRAN reanalysis).; Le système climatique génère un attracteur étrange, décrit par une distribution de probabilité, nommée la mesure SRB (Sinai-Ruelle-Bowen). Cette mesure décrit l'état et sa dynamique du système. Le but de cette thèse est d'une part de quantifier les modifications de cette mesure quand le climat change. Pour cela, la distance de Wasserstein venant de la théorie du transport optimal, permet de mesurer finement les différences entre distributions de probabilités. Appliquée à un modèle jouet de Lorenz non autonome, elle a permis de détecter et quantifier l'altération due à un forçage similaire à celui du forçage anthropique. La même méthodologie a été appliquée à des simulations de scénarios RCP du modèle de l'IPSL. Des résultats cohérents avec les différents scénarios ont été retrouvés. D'autre part, la théorie du transport optimal fournit un contexte théorique pour la correction de biais dans un contexte stationnaire : une méthode de correction de biais est équivalente à une loi jointe de probabilité. Une loi jointe particulière est sélectionnée grâce à la distance de Wasserstein (méthode Optimal Transport Correction, OTC). Cette approche étend les méthodes de corrections en dimension quelconque, corrigeant en particulier les dépendances spatiales et inter-variables. Une extension dans le cas non-stationnaire a également été proposée (méthode dynamical OTC, dOTC). Ces deux méthodes ont été testées dans un contexte idéalisé, basé sur un modèle de Lorenz, et sur des données climatiques (une simulation climatique régionale corrigée avec des ré-analyses SAFRAN).

The climate system generates a strange attractor, described by a probability distribution, called the SRB measure (Sinai-Ruelle-Bowen). This measure describes the state and dynamic of the system. The goal of this thesis is first, to quantify the modification of this measure when climate changes. For this, the Wasserstein distance, stemming from the optimal transport theory, allows us determine accurately the differences between probability distributions. Used on a non-autonomous Lorenz toy model, this metric allows us to detect and quantify the alteration due to a forcing similar to anthropogenic forcing. This methodology has been applied to simulation of RCP scenarios from the IPSL model. The results are coherent with different scenarios. Second, the optimal transport gives a theoretical context for stationary bias correction: a bias correction method is equivalent to a joint probability law. A specific joint law is selected with the Wasserstein distance (Optimal Transport Correction method, OTC). This approach allows us extending bias correction methods in any dimension, correcting spatial and inter-variables dependences. An extension in the non-stationary context has been also developed (dynamical OTC method, dOTC). Those two methods have been tested in an idealized case, based on a Lorenz model, and on climate dataset (a regional climate simulation corrected with respect to the SAFRAN reanalysis).; Le système climatique génère un attracteur étrange, décrit par une distribution de probabilité, nommée la mesure SRB (Sinai-Ruelle-Bowen). Cette mesure décrit l'état et sa dynamique du système. Le but de cette thèse est d'une part de quantifier les modifications de cette mesure quand le climat change. Pour cela, la distance de Wasserstein venant de la théorie du transport optimal, permet de mesurer finement les différences entre distributions de probabilités. Appliquée à un modèle jouet de Lorenz non autonome, elle a permis de détecter et quantifier l'altération due à un forçage similaire à celui du forçage anthropique. La même méthodologie a été appliquée à des simulations de scénarios RCP du modèle de l'IPSL. Des résultats cohérents avec les différents scénarios ont été retrouvés. D'autre part, la théorie du transport optimal fournit un contexte théorique pour la correction de biais dans un contexte stationnaire : une méthode de correction de biais est équivalente à une loi jointe de probabilité. Une loi jointe particulière est sélectionnée grâce à la distance de Wasserstein (méthode Optimal Transport Correction, OTC). Cette approche étend les méthodes de corrections en dimension quelconque, corrigeant en particulier les dépendances spatiales et inter-variables. Une extension dans le cas non-stationnaire a également été proposée (méthode dynamical OTC, dOTC). Ces deux méthodes ont été testées dans un contexte idéalisé, basé sur un modèle de Lorenz, et sur des données climatiques (une simulation climatique régionale corrigée avec des ré-analyses SAFRAN).

ICSOFT 2018, 13th International Conference on Software Technologies, Porto, PORTUGAL, 26-/07/2018 - 28/07/2018; Having observed the need from the state of the art concerning crisis management, a formal expression is proposed. In the case of neighbour crisis series, the crisis management plans (CMPs) are merged into one and the level of complexity could be increased. A formal approach to control crisis management systems (CMS) is then introduced, which is studied as a discrete event system (DES). Based on the supervisory control theory (SCT), a multi-model approach is used to define the behavior of each CMP separately as well as its different control strategies through the use of prioritized colored Petri nets (PCPN). Finally, a global CMS model is provided. It is generated using an algorithm and ensures the control of CMPs evolution thanks to the operating modes management. In addition to the simulation and the formal validation of some safety properties, the global model incorporates concepts of common operating mode and of common sub-behavior in order to be of a reasonable size.

This thesis is devoted to the study of the dynamics of complex systems. We consider coupled networks built with multiple instances of deterministicdynamical systems, defined by ordinary differential equations or partial differential equations of parabolic type, which describe an evolution problem.We study the link between the internal dynamics of each node in the network, its topology, and its global dynamics. We analyze the coupling conditions which favor a particular dynamics at the network's scale, and study the impact of the interactions on the bifurcations identified on each node. In particular, we consider coupled networks of reaction-diffusion systems; we analyze their asymptotic behavior by searching positively invariant regions, and proving the existence of exponential attractors of finite fractal dimension, derived from energy estimates which suggest the dissipative nature of those networks of reaction-diffusion systems.Our framework includes the study of multiple applications. Among them, we consider a mathematical model for the geographical analysis of behavioral reactions of individuals facing a catastrophic event. We present the modeling choices that led to the study of this evolution problem, and its mathematical study, with a stability and bifurcation analysis of the equilibria. We highlight the decisive role of evacuation paths in coupled networks built from this model, in order to reach the expected equilibrium corresponding to a global return of all individuals to the daily behavior, avoiding a propagation of panic. Furthermore, the research of emergent periodic solutions in complex networks of oscillators brings us to consider coupled networks of hamiltonian systems, for which we construct polynomial perturbationswhich provoke the emergence of limit cycles, question which is related to the sixteenth Hilbert's problem., Cette thèse est consacrée à l'étude de la dynamique des systèmes complexes. Nous construisons des réseaux couplés à partir de multiples instances de systèmes dynamiques déterministes, donnés par des équations différentielles ordinaires ou des équations aux dérivées partielles de type parabolique, qui décrivent un problème d'évolution. Nous étudions le lien entre la dynamique interne à chaque nœud du réseau, les éléments de la topologie du graphe portant ce réseau, et sa dynamique globale. Nous recherchons les conditions de couplage qui favorisent une dynamique globale particulière à l'échelle du réseau, et étudions l'impact des interactions sur les bifurcations identifiées sur chaque nœud. Nous considérons en particulier des réseaux couplés de systèmes de réaction-diffusion, dont nous étudions le comportement asymptotique, en recherchant des régions positivement invariantes, et en démontrant l'existence d'attracteurs exponentiels de dimension fractale finie, à partir d'estimations d'énergie qui révèlent la nature dissipative de ces réseaux de systèmes de réaction-diffusion. Ces questions sont étudiées dans le cadre de quelques applications. En particulier, nous considérons un modèle mathématique pour l'étude géographique des réactions comportementales d'individus, au sein d'une population en situation de catastrophe. Nous présentons les éléments de modélisation associés, ainsi que son étude mathématique, avec une analyse de la stabilité des équilibres et de leurs bifurcations. Nous établissons l'importance capitale des chemins d'évacuation dans les réseaux complexes construits à partir de ce modèle, pour atteindre l'équilibre attendu de retour au comportement du quotidien pour l'ensemble de la population considérée, tout en évitant une propagation du comportement de panique. D'autre part, la recherche de solutions périodiques émergentes dans les réseaux d'oscillateurs nous amène à considérer des réseaux complexes de systèmes hamiltoniens pour lesquels nous construisons des perturbations polynomiales qui provoquent l'apparition de cycles limites, problématique liée au XVIème problème de Hilbert.

Contribution to the study of the argumental oscillation phenomenon. The argumental oscillator has a stable periodic motion at a frequency close to its fundamental frequency when it is subjected to an excitation from a harmonic source at a frequency which is a multiple of said fundamental frequency, and acting in such a way that its interaction with the system depends on the space coordinates of the system. This thesis studies some argumental systems and tries to demonstrate symbolic relations between the parameters of these systems and their observed or calculated behavior. The Van der Pol representation was used most of the time to represent the state of the system, as it is well adapted to the averaging method, where a solution is sought as a signal of sinusoidal type, with slowly varying amplitude and phase. The originality of this thesis with respect to previous publications is in the modeling, closer to real physical systems, in the symbolic developments that give new representations, in the embodiment of the experiments, which all use a real-time Van der Pol visualization, and in the object of the experiment of the beam axially excited in an argumental way. During this thesis, simple systems with one DDL have been modeled, built and tested. Symbolic relationships have been highlighted, in particular with regard to the probabilities of capture by attractors, as well as stability criteria and an approximate symbolic solution. A continuous system consisting of an axially excited slender beam was then modeled using two models, and tested; still in the symbolic domain, properties have been studied, especially concerning combinations of parameter ranges allowing the argumental phenomenon to occur; Contribution à l’étude du phénomène d’oscillation argumentaire. L’oscillateur argumentaire a un mouvement stable périodique, à une fréquence proche de sa fréquence fondamentale, lorsqu’il est soumis à une excitation provenant d’une source de type harmonique, à une fréquence qui est un multiple de ladite fréquence fondamentale, et agissant de manière telle que son interaction avec le système dépende des coordonnées d’espace du système. La présente thèse étudie quelques systèmes argumentaires et essaie de mettre en évidence des relations symboliques entre les paramètres de ces systèmes et leur comportement observé ou calculé. C’est la représentation de Van der Pol qui a été utilisée la plupart du temps pour représenter l’état du système, car elle est bien adaptée à la méthode de centrage, où l'on cherche une solution sous forme d’un signal de type sinusoïdal, d’amplitude et de phase lentement variables. L’originalité de la présente thèse vis-à-vis des publications antérieures est dans la modélisation, plus proche des systèmes physiques réels, dans les développements symboliques qui donnent des représentations inédites, dans le mode de réalisation des expériences, qui utilisent toutes une visualisation de Van der Pol en temps réel, et dans l’objet de l’expérience de la poutre excitée axialement de manière argumentaire. Au cours de cette thèse, des systèmes simples à un DDL ont été modélisés, construits et expérimentés. Des relations symboliques, notamment concernant les probabilités de capture par des attracteurs, ainsi que des critères de stabilité et une solution symbolique approchée, ont été mis en évidence. Un système continu constitué d’une poutre élancée excitée axialement a ensuite été modélisé à l’aide de deux modèles et expérimenté ; toujours dans le domaine symbolique, des propriétés ont été étudiées, notamment concernant des combinaisons de plages de paramètres permettant au phénomène argumentaire d’exister

This thesis aims at unraveling the main mechanisms involved in transitional and turbulent flows. The central idea is that of using a nonlinear optimization technique to investigate the origin and role of coherent structures usually observed in these flows. This method has been used in three different contexts. First, a linearly stable laminar flow has been considered and the optimization has been used to compute the most amplified perturbations among all disturbances able to trigger transition to turbulence. Once turbulence is well established, a fully 3D nonlinear optimization maximizing the turbulent kinetic energy is used to study coherent structures populating turbulent shear flow as well as investigate the mechanisms responsible for the energy (optimally) growth and exchange. Then, a dynamical system approach is applied to fluid flow equations. The geometry of the state space is investigated by using transient growth theory to reveal the importance of the stable and unstable manifold. In the same framework, a nonlinear minimization algorithm is used to compute heteroclinic connections among invariant solutions of the Navier-Stokes equations., Cette thèse vise à démêler les principaux mécanismes impliqués dans les écoulements transitoires et turbulents. L’idée centrale est d'utiliser une technique d’optimisation non linéaire pour étudier l’origine et le rôle des structures cohérentes habituellement observées dans ces écoulements. Cette méthode a été utilisée dans trois contextes différents. Tout d’abord, un écoulement laminaire linéairement stable a été considéré et l'optimisation a été utilisée pour calculer les perturbations les plus amplifiées parmi toutes les perturbations capables de déclencher une transition vers la turbulence. Une fois que la turbulence est bien établie, une optimisation non linéaire entièrement 3D maximisant l'énergie cinétique turbulente est utilisée pour étudier les structures cohérentes qui peuplent l’écoulement turbulent et les mécanismes responsables de la croissance et de l’échange d’énergie (optimale) sont étudiés. Ensuite, une approche de type système dynamique est appliquée aux équations du mouvement. La géométrie de l’espace des phases est étudiée en utilisant la théorie de la croissance transitoire pour évaluer l’importance des variétés stable et instable dans la dynamique. Dans le même cadre, un algorithme de minimisation non linéaire est utilisé pour calculer les connexions hétérocliniques parmi les solutions invariantes des équations de Navier-Stokes.

We give an new proof of the well-known competitive exclusion principle in the chemostat model with $n$ species competing for a single resource, for any set of increasing growth functions. The proof is constructed by induction on the number of the species, after being ordered. It uses elementary analysis and comparisons of solutions of ordinary differential equations., Comment: 10 pages, 2 figures

Dans ses recherches successives relatives à la dynamique du taux de profit, Marx identifie la croissance de la différence entre les taux de plus-value et de profit comme la condition la plus générale de la baisse du second en dépit de la hausse du taux de plus-value général. Il a cherché avec acharnement à formuler la loi de son évolution. Même s’il n’y est pas parvenu, il a mis partiellement à jour sa dépendance à l’endroit de l’intensité de variation du taux de plus-value. Or dès qu’on traite le taux de profit comme système dynamique discret, la prise en compte de cette intensité s’impose et permet de formuler les conditions les plus générales de l’existence de la baisse et d’une tendance nécessaire à la baisse du taux de profit. Elle nous permet aussi bien de formuler les lois élémentaires qui gouvernent les intensités de variation de la composition, de l’accumulation, de la différence simple entre les deux taux et de leurs relations., In his successive analytical efforts to grasp the dynamics of the rate of profit, Marx identified the growth of the difference between the rate of surplus-value and profit rate as the most general condition of the declining of the latter, in spite of the rise of the general rate of surplus-value. He tried relentlessly to formulate the law of this evolution. Even if he did not reach this goal, Marx made partially obvious that the decline of the profit rate was due to the intensity of the variation of the rate of surplus-value. Yet, if one considers the rate of profit as a discrete dynamic system, it appears clearly that the intensity of the surplus-value rate plays a crucial role in the fate of this system, and that taking into account the surplus-value rate allows us to formulate the most general conditions of the declining of profit rate, and of the necessary trend of such declining. This allows us as well to formulate the elementary laws which govern the intensities of variation in the composition, accumulation, and of the simple difference between the two rates, and of their relations., En las sucesivas investigaciones relativas a la dinámica de la tasa de ganancia, Marx identifica el crecimiento de la diferencia entre las tasas de plusvalía y de ganancia como la condición más general de la caída del segundo en detrimento del alza de la tasa de plusvalía general. Marx buscó con determinación la formulación de la ley de su evolución. A pesar que no lo logró, él actualizó parcialmente el análisis de su dependencia en sentido de la intensidad de la variación de la tasa de plusvalía. Pese a que tratamos a la tasa de ganancia como un sistema dinámico discreto, es importante tomar en consideración esta magnitud, ya que permite formular las condiciones generales de la existencia de la caída y de una tendencia necesaria a la baja de la tasa de ganancia. Ella también nos permite formular las leyes elementales que gobiernan la intensidad de la variación de la composición, de la acumulación, de la diferencia simple entre las dos tasas y de sus relaciones.

Separated flows are ubiquitous in nature and industrial systems, such as diffusers, airfoils, air conditioning plants, moving vehicles... As the separation can strongly influence the performances of such devices, investigating their dynamics and their control is of great interest.A visual sensor developed at PMMH laboratory is first improved to measure in real time the velocity fields and its derived values for flows available in wind tunnels. Based on an optical flow algorithm from the computer vision domain, this new experimental approach makes easier parametric studies and may be used in closed-loop controls.The dynamics of the flow over a flat plate are then investigated. A system identification method - the dynamic observer - is successfully implemented to build a reduced-order model of the transient flow, which captures and predicts well the instabilities generated.Finally, the fully turbulent wake of the square-back Ahmed body is described. Dynamical system tools are applied to characterize it. Using continuous and pulsed micro-jets, different forcing strategies are analyzed. An opposition closed-loop control is implemented, tracking and driving the recirculation.; Les écoulements décollés sont omniprésents dans la nature comme dans les écoulements industriels (aérodynamique externe des véhicules, des bâtiments, écoulements autour d’aubes de turbines, aérodynamique interne dans des tuyaux...) où ils sont en général sources de nuisances (vibrations, bruit aéroacousitque, forces de traînée ou de portance). Les enjeux associés à la compréhension et à la maîtrise de tels écoulements, caractérisés par une bulle de recirculation, sont donc considérables.Un capteur "visuel" non invasif développé au laboratoire PMMH est d'abord amélioré afin d'accéder en temps réel aux champs de vitesses - et à leurs grandeurs dérivées - des écoulements rencontrés en soufflerie industrielle. Basé sur un algorithme de flot optique issu de la vision par ordinateur, cette approche expérimentale novatrice permet de faciliter les études paramétriques et peut être implémenté dans des boucles de contrôle réactif.Ensuite, les mesures obtenues pour un écoulement sur une plaque plane sont analysées dans le cadre de l'identification de système. Un modèle d’ordre réduit est alors construit par apprentissage, permettant de prédire la dynamique de la transition de la couche limite laminaire vers la turbulence.Enfin, le sillage pleinement turbulent derrière une géométrie modélisant une voiture simplifiée est caractérisé, de façon classique et en tant que système dynamique. Différentes modifications de l'écoulement à l'aide de micro-jets sont testées. Une loi de contrôle réactif consistant à suivre et forcer la recirculation est mise en œuvre avec succès.

Separated flows are ubiquitous in nature and industrial systems, such as diffusers, airfoils, air conditioning plants, moving vehicles... As the separation can strongly influence the performances of such devices, investigating their dynamics and their control is of great interest.A visual sensor developed at PMMH laboratory is first improved to measure in real time the velocity fields and its derived values for flows available in wind tunnels. Based on an optical flow algorithm from the computer vision domain, this new experimental approach makes easier parametric studies and may be used in closed-loop controls.The dynamics of the flow over a flat plate are then investigated. A system identification method - the dynamic observer - is successfully implemented to build a reduced-order model of the transient flow, which captures and predicts well the instabilities generated.Finally, the fully turbulent wake of the square-back Ahmed body is described. Dynamical system tools are applied to characterize it. Using continuous and pulsed micro-jets, different forcing strategies are analyzed. An opposition closed-loop control is implemented, tracking and driving the recirculation.; Les écoulements décollés sont omniprésents dans la nature comme dans les écoulements industriels (aérodynamique externe des véhicules, des bâtiments, écoulements autour d’aubes de turbines, aérodynamique interne dans des tuyaux...) où ils sont en général sources de nuisances (vibrations, bruit aéroacousitque, forces de traînée ou de portance). Les enjeux associés à la compréhension et à la maîtrise de tels écoulements, caractérisés par une bulle de recirculation, sont donc considérables.Un capteur "visuel" non invasif développé au laboratoire PMMH est d'abord amélioré afin d'accéder en temps réel aux champs de vitesses - et à leurs grandeurs dérivées - des écoulements rencontrés en soufflerie industrielle. Basé sur un algorithme de flot optique issu de la vision par ordinateur, cette approche expérimentale novatrice permet de faciliter les études paramétriques et peut être implémenté dans des boucles de contrôle réactif.Ensuite, les mesures obtenues pour un écoulement sur une plaque plane sont analysées dans le cadre de l'identification de système. Un modèle d’ordre réduit est alors construit par apprentissage, permettant de prédire la dynamique de la transition de la couche limite laminaire vers la turbulence.Enfin, le sillage pleinement turbulent derrière une géométrie modélisant une voiture simplifiée est caractérisé, de façon classique et en tant que système dynamique. Différentes modifications de l'écoulement à l'aide de micro-jets sont testées. Une loi de contrôle réactif consistant à suivre et forcer la recirculation est mise en œuvre avec succès.

L’innovation pour un avion de chasse déjà en service nécessite toutes les précautions. Il s’agit de faire évoluer les usages sans porter atteinte à l’efficacité et à la sécurité du pilote de ce système dynamique à risque. Pour (re)concevoir l’interface du cockpit du Rafale afin d’anticiper l’intégration à l’avion d’un nouveau missile, l’ergonomie doit pouvoir répondre aux attentes des armées et de l’avionneur. Nos travaux s’inscrivent dans le champ de l’ergonomie prospective. Ils proposent une méthodologie exploratoire permettant d’envisager les usages futurs probables des pilotes utilisateurs que nous avons placés en situation de concepteurs. S’inspirant du paradigme méthodologique de la simulation de l’activité sur support tangible (Barcellini, Van Belleghem & Daniellou, 2013), notre méthodologie s’appuie sur un dispositif de simulation spécifiquement développé pour l’étude de ce système dynamique. Nous l’avons appelé DiSTASyD. Il permet de faire émerger de la part des pilotes sollicités un maximum de propositions innovantes que nous qualifions d’utiles en raison de l’environnement et l’équipe interdisciplinaire de co-construction créés et de la méthode de simulation réalisée. L’ensemble des idées créatives divergentes obtenues est ensuite traité par le modèle de la hiérarchie d’abstraction (Rasmussen, 1986) afin de les faire converger vers une solution innovante intégratrice d’un maximum d’idées exprimées par les pilotes. Nos résultats démontrent l’efficacité de cette méthodologie à la fois sur le plan de sa production effective, notamment sur l’accès facilité et spontané au niveau fonctionnel des propositions, que sur le plan de la qualité des solutions innovantes obtenues. Elles donnent satisfaction aux pilotes et à l’ensemble des protagonistes en raison d’une interface humain/machine véritablement adaptée à la réalisation de leur activité actuelle et future à bord du Rafale.

Confrontation du suivi dynamique de l'infiltration par tomographie RX et modèle à double porosité des sols structurés. GFHN – 41. Journées Scientifiques, 23 – 25 Janvier 2017, Saint-Michel l’Observatoire

This deliverable D4.7 is an update of D4.3 on driving control strategies, based on data monitored on the real TRANSFORMERS vehicle. This report is an update of the deliverable D4.3: Theoretical validation of the driving controls strategy and safety/stability assessment by simulation and benchmarking [1]. D4.3 discussed the difference in dynamic behaviour of a tractor-semitrailer between a conventional semi-trailer combination and one in which one of the trailer axles is driven: the hybrid on demand (HoD)-trailer. The report D4.3 focussed on the theoretical background of the HoD-trailer concept. This report serves two purposes: 1. Verification of the simulation model (developed in D4.3) using experimental results 2. Validation of the conclusions of D4.3 with respect to possible stability issues of the TRANSFORMERS vehicle, compared to conventional tractor + semi-trailer vehicles A subset of the manoeuvers that have been proposed in deliverable D6.5 [2] is tested in under sub-task4.4.4: " single lane-change, " ISO double lane-change ('chicane'), " turning manoeuver, " emergency braking. Due to technical and modelling issues, the emergency braking experimental results could not be compared with the numerical model results. The other tests have been performed successfully and showed that : 1. The numerical model of the tractor + semi-trailer combinations fits well, both for the conventional combination and the TRANSFORMERS vehicle. 2. The conclusions of D4.3 are valid for the Transformer vehicle:a. The dynamical behaviour of the hybrid on demand (HoD) combination is close to the behaviour of the conventional tractor + semi-trailer combination. b. No additional stability control measures are needed in addition to the common measures such as traction control, anti-lock braking control and drive-train logic (i.e. strategy to use the HoD-trailer). c. If, for any reason, the tractor's or semi-trailer's stability controller must be activated, the HoD-semi-trailer system should be switched off. In these cases, the energy regeneration should also be disabled.

Contribution to the study of the argumental oscillation phenomenon. The argumental oscillator has a stable periodic motion at a frequency close to its fundamental frequency when it is subjected to an excitation from a harmonic source at a frequency which is a multiple of said fundamental frequency, and acting in such a way that its interaction with the system depends on the space coordinates of the system. This thesis studies some argumental systems and tries to demonstrate symbolic relations between the parameters of these systems and their observed or calculated behavior. The Van der Pol representation was used most of the time to represent the state of the system, as it is well adapted to the averaging method, where a solution is sought as a signal of sinusoidal type, with slowly varying amplitude and phase. The originality of this thesis with respect to previous publications is in the modeling, closer to real physical systems, in the symbolic developments that give new representations, in the embodiment of the experiments, which all use a real-time Van der Pol visualization, and in the object of the experiment of the beam axially excited in an argumental way. During this thesis, simple systems with one DDL have been modeled, built and tested. Symbolic relationships have been highlighted, in particular with regard to the probabilities of capture by attractors, as well as stability criteria and an approximate symbolic solution. A continuous system consisting of an axially excited slender beam was then modeled using two models, and tested; still in the symbolic domain, properties have been studied, especially concerning combinations of parameter ranges allowing the argumental phenomenon to occur; Contribution à l’étude du phénomène d’oscillation argumentaire. L’oscillateur argumentaire a un mouvement stable périodique, à une fréquence proche de sa fréquence fondamentale, lorsqu’il est soumis à une excitation provenant d’une source de type harmonique, à une fréquence qui est un multiple de ladite fréquence fondamentale, et agissant de manière telle que son interaction avec le système dépende des coordonnées d’espace du système. La présente thèse étudie quelques systèmes argumentaires et essaie de mettre en évidence des relations symboliques entre les paramètres de ces systèmes et leur comportement observé ou calculé. C’est la représentation de Van der Pol qui a été utilisée la plupart du temps pour représenter l’état du système, car elle est bien adaptée à la méthode de centrage, où l'on cherche une solution sous forme d’un signal de type sinusoïdal, d’amplitude et de phase lentement variables. L’originalité de la présente thèse vis-à-vis des publications antérieures est dans la modélisation, plus proche des systèmes physiques réels, dans les développements symboliques qui donnent des représentations inédites, dans le mode de réalisation des expériences, qui utilisent toutes une visualisation de Van der Pol en temps réel, et dans l’objet de l’expérience de la poutre excitée axialement de manière argumentaire. Au cours de cette thèse, des systèmes simples à un DDL ont été modélisés, construits et expérimentés. Des relations symboliques, notamment concernant les probabilités de capture par des attracteurs, ainsi que des critères de stabilité et une solution symbolique approchée, ont été mis en évidence. Un système continu constitué d’une poutre élancée excitée axialement a ensuite été modélisé à l’aide de deux modèles et expérimenté ; toujours dans le domaine symbolique, des propriétés ont été étudiées, notamment concernant des combinaisons de plages de paramètres permettant au phénomène argumentaire d’exister

The behavior of a space-modulated, so-called “argumental” Duffing oscillator, is studied. Starting from a known analytic implicit solution to the equations of motion, and using a Van der Pol representation in the (amplitude, phase)-space, the shape and distribution of the attractors’ upstream basins are discussed, and various capture probabilities by the attractors are assessed under symbolic form. The expressions obtained can help in the design of structures in mechanical engineering, where most often the argumental phenomenon is to be avoided.

The response of a random dynamical system is totally characterized by its probability density function (pdf). However, determining a pdf by a direct approach requires a high numerical cost; similarly, surrogate models such as direct polynomial chaos expansions are not generally efficient, especially around the eigenfrequencies of the dynamical system. In the present study, a new approach based on Padé approximants to obtain moments and pdf of the dynamic response in the frequency domain is proposed. A key difference between the direct polynomial chaos representation and the Padé representation is that the Padé approach has polynomials in both numerator and denominator. For frequency response functions, the denominator plays a vital role as it contains the information related to resonance frequencies, which are uncertain. A Galerkin approach in conjunction with polynomial chaos is proposed for the Padé approximation. Another physics-based approach, utilizing polynomial chaos expansions of the random eigenmodes, is proposed and compared with the proposed Padé approach. It is shown that both methods give accurate results even if a very low degree of the polynomial expansion is used. The methods are demonstrated for two degree-of-freedom system with one and two uncertain parameters.

Pest insects represent a major threat to public health, to food security as well as to the economy. Constant effort is being made to develop or improve control strategies in the framework of Integrated Pest Management (IPM). IPM aims to maintain pests at low levels that do not represent risks for health or economy, while satisfying environmentally respectful toxicological and ecological requirements. Planningof efficient control strategies requires in-depth knowledge of the pest’s biology and ecology. In particular, it is essential to have accurate estimates of parameters of biological and ecological relevance like population size and distribution, dispersal capacity, as well as good understanding of the underlying processes governing the dynamics of the population in time and space.The aim of this thesis is to provide a mathematical framework for the development of efficient IPM control strategies. This mathematical framework is based on a dynamical system approach and comprises the construction of mathematical models, their theoretical study, the development of adequate schemes for numerical solutions and reliable procedures for parameter identification. The first objective of this thesis is to develop mathematical methods and practical protocols to estimate a pest population size and distribution. The second objective is to predict the impact of a specific control strategy on a pest population and identify how full control of thepopulation can be achieved. Typically, the only data available on the field is trapping data. Further, to increasethe capture of insects, those traps are often combined with a chemical attractant. The first objective of this thesis is addressed by constructing a generic 2-dimensional spatio-temporal Trap-Insect-Model (TIM) based on biological and ecological knowledge of the pest. This model is formulated by Advection-Diffusion-Reaction (ADR) equations which account for the dispersal capacity of the insects, their attractiveness towards the traps and their demography and trapping. The unknown insect population size and distribution is the initial condition of the model. Usually, the dispersal capacity as well as the parameters related to the traps are also unknown and may vary in time. A major outcome of this thesis is a protocol to identify a set of parameters using trap data collected over a short period of time during which the parameters can be assumed constant.To address the second objective, we consider a model for the control of croppest insects via mating disruption, using a female pheromone, and trapping. Here, males are diverted from females compromising their insemination. The model uses compartmental structure taking into account the specific behaviour of the different groups in the population. It is formulated as a system of ODEs. The theoreticalanalysis of the model yields threshold values for the dosage of the pheromone above which extinction of the population is ensured.The practical relevance of the results obtained in this thesis shows that mathematical modelling is an essential supplement to experiments in optimizing control strategies.; Les insectes nuisibles représentent une menace majeure pour la santé publique, la sécurité alimentaire ainsi que pour l'économie. Des efforts constants sont déployés pour développer ou améliorer les stratégies de lutte dans le cadre de la lutte intégrée contre les parasites (IPM). L'IPM vise à maintenir les nuisibles à des niveaux bas qui ne représentent pas de risques pour la santé ou l'économie, tout en satisfaisant aux exigences toxicologiques et écologiques respectueuses de l'environnement.

Pest insects represent a major threat to public health, to food security as well as to the economy. Constant effort is being made to develop or improve control strategies in the framework of Integrated Pest Management (IPM). IPM aims to maintain pests at low levels that do not represent risks for health or economy, while satisfying environmentally respectful toxicological and ecological requirements. Planningof efficient control strategies requires in-depth knowledge of the pest’s biology and ecology. In particular, it is essential to have accurate estimates of parameters of biological and ecological relevance like population size and distribution, dispersal capacity, as well as good understanding of the underlying processes governing the dynamics of the population in time and space.The aim of this thesis is to provide a mathematical framework for the development of efficient IPM control strategies. This mathematical framework is based on a dynamical system approach and comprises the construction of mathematical models, their theoretical study, the development of adequate schemes for numerical solutions and reliable procedures for parameter identification. The first objective of this thesis is to develop mathematical methods and practical protocols to estimate a pest population size and distribution. The second objective is to predict the impact of a specific control strategy on a pest population and identify how full control of thepopulation can be achieved. Typically, the only data available on the field is trapping data. Further, to increasethe capture of insects, those traps are often combined with a chemical attractant. The first objective of this thesis is addressed by constructing a generic 2-dimensional spatio-temporal Trap-Insect-Model (TIM) based on biological and ecological knowledge of the pest. This model is formulated by Advection-Diffusion-Reaction (ADR) equations which account for the dispersal capacity of the insects, their attractiveness towards the traps and their demography and trapping. The unknown insect population size and distribution is the initial condition of the model. Usually, the dispersal capacity as well as the parameters related to the traps are also unknown and may vary in time. A major outcome of this thesis is a protocol to identify a set of parameters using trap data collected over a short period of time during which the parameters can be assumed constant.To address the second objective, we consider a model for the control of croppest insects via mating disruption, using a female pheromone, and trapping. Here, males are diverted from females compromising their insemination. The model uses compartmental structure taking into account the specific behaviour of the different groups in the population. It is formulated as a system of ODEs. The theoreticalanalysis of the model yields threshold values for the dosage of the pheromone above which extinction of the population is ensured.The practical relevance of the results obtained in this thesis shows that mathematical modelling is an essential supplement to experiments in optimizing control strategies.; Les insectes nuisibles représentent une menace majeure pour la santé publique, la sécurité alimentaire ainsi que pour l'économie. Des efforts constants sont déployés pour développer ou améliorer les stratégies de lutte dans le cadre de la lutte intégrée contre les parasites (IPM). L'IPM vise à maintenir les nuisibles à des niveaux bas qui ne représentent pas de risques pour la santé ou l'économie, tout en satisfaisant aux exigences toxicologiques et écologiques respectueuses de l'environnement.

This thesis contains original contributions to the optimal control theory in the discrete-time framework and in infinite horizon following the viewpoint of Pontryagin. There are 5 chapters in this thesis. In Chapter 1, we recall preliminary results on sequence spaces and on differential calculus in normed linear space. In Chapter 2, we study a single-objective optimal control problem in discrete-time framework and in infinite horizon with an asymptotic constraint and with autonomous system. We use an approach of functional analytic for this problem after translating it into the form of an optimization problem in Banach (sequence) spaces. Then a weak Pontyagin principle is established for this problem by using a classical multiplier rule in Banach spaces. In Chapter 3, we establish a strong Pontryagin principle for the problems considered in Chapter 2 using a result of Ioffe and Tihomirov. Chapter 4 is devoted to the problems of Optimal Control, in discrete time framework and in infinite horizon, which are more general with several different criteria. The used method is the reduction to finite-horizon initiated by J. Blot and H. Chebbi in 2000. The considered problems are governed by difference equations or difference inequations. A new weak Pontryagin principle is established using a recent result of J. Blot on the Fritz John multipliers. Chapter 5 deals with the multicriteria optimal control problems in discrete time framework and infinite horizon. New weak and strong Pontryagin principles are established, again using recent optimization results, under lighter assumptions than existing ones., Cette thèse contient des contributions originales à la théorie du Contrôle Optimal en temps discret et en horizon infini du point de vue de Pontryagin. Il y a 5 chapitres dans cette thèse. Dans le chapitre 1, nous rappelons des résultats préliminaires sur les espaces de suites à valeur dans et des résultats de Calcul Différentiel. Dans le chapitre 2, nous étudions le problème de Contrôle Optimal, en temps discret et en horizon infini avec la contrainte asymptotique et avec le système autonome. En utilisant la structure d'espace affine de Banach de l'ensemble des suites convergentes vers 0, et la structure d'espace vectoriel de Banach de l'ensemble des suites bornées, nous traduisons ce problème en un problème d'optimisation statique dam des espaces de Banach. Après avoir établi des résultats originaux sur les opérateurs de Nemytskii sur les espaces de suites et après avoir adapté à notre problème un théorème d'existence de multiplicateurs, nous établissons un nouveau principe de Pontryagin faible pour notre problème. Dans le chapitre 3, nous établissons un principe de Pontryagin fort pour les problèmes considérés au chapitre 2 en utilisant un résultat de Ioffe-Tihomirov. Le chapitre 4 est consacré aux problèmes de Contrôle Optimal, en temps discret et en horizon infini, généraux avec plusieurs critères différents. La méthode utilisée est celle de la réduction à l'horizon fini, initiée par J. Blot et H. Chebbi en 2000. Les problèmes considérés sont gouvernés par des équations aux différences ou des inéquations aux différences. Un nouveau principe de Pontryagin faible est établi en utilisant un résultat récent de J. Blot sur les multiplicateurs à la Fritz John. Le chapitre 5 est consacré aux problèmes multicritères de Contrôle Optimal en temps discret et en horizon infini. De nouveaux principes de Pontryagin faibles et forts sont établis, là-aussi en utilisant des résultats récents d'optimisation, sous des hypothèses plus faibles que celles des résultats existants.

Running is a motor behavior which appears spontaneously during early childhood. It is also a sport-specific task. Whereas movement analysis often consists in kinematic, kinetic or metabolic studies, running is studied here with inter-joint coordination of lower limbs and with effects of expertise. Using the relative phase between the lower limbs joints, running coordination patterns of five running experts and seven non-experts were analyzed. Our results participate in specifying inter-joint coordination when facing specific constraints of running. They also precise the way that inter-joint coordination is adjusted with expertise to optimize the running pattern., La course est un mode de locomotion spontané mais aussi une gestuelle sportive spécifique. Alors que l'étude du mouvement vise souvent à une caractérisation en termes de performance cinétique, cinématique, voire métabolique, cette étude porte sur la synergie interarticulaire nécessaire à la course et sur les effets de la pratique sur les patrons locomoteurs. Utilisant la phase relative entre les articulations des membres inférieurs, l'analyse des patrons de coordination à la course a été réalisée pour cinq athlètes experts et sept sportifs non experts. Nos résultats précisent les synchronisations entre les articulations des membres inférieurs face aux contraintes spécifiques de la course. Ils montrent aussi une optimisation des relations inter articulaires par l'expertise.

Afin de contribuer à une évaluation globale des systèmes complexes vivants qui nous environnent et que nous composons, nous proposons de nous appuyer sur l’observation de l’organisation, de l’évolution de la sélection de la diversité et du comportement dynamique d’un système biologique complexe, le système immunitaire. Comme pour d’autres systèmes évoluant sur différents niveaux d’échelles d’espace et de temps, la diversité des cellules et immuno-récepteurs composant le système immunitaire, provient à l’origine du hasard, et leur sélection par interactions qui assurent l‘évolution dynamique permanente, par compétition, des populations lymphocytaires et une immuno-ception de l’environnement moléculaire assurant l’identité et l’intégrité de l’organisme. Il s’agit donc d’une communication permanente entre les éléments composant le système et l’environnement qui le définit et conditionne son évolution. Cet environnement est l’organisme (dont nous verrons la complexité de définition) lui-même mais aussi ce qui l’entoure l’organisme. Si la vision classique et l’approche réductionniste du système perdure, nous proposons une approche alternative basée sur l’évolution des systèmes vivants dissipatifs, dans l’espace /temps et une cognition, en réseau interactif dynamique. Cette cognition et la mémoire immunologique assurent le maintien de l’identité et de l’intégrité de l’organisme qui abrite ce système. Nous verrons que bien que le système apparaisse globalement relativement stable et relativement résilient aux perturbations chez les individus jeunes, il apparaît néanmoins critique et chaotique et susceptible de basculer vers un état d’immuno-déficience en particulier au cours de perturbations ou du vieillissement. L’analogie entre le comportement de ce système microscopique et de systèmes macroscopiques est discutée. Les comportements des systèmes étant indépendants des échelles l’analyse et la conceptualisation de systèmes microscopiques plus facilement observables et mesurables peuvent permettre de réfléchir au comportement de systèmes macroscopiques et à l’implication de perturbations sur ces systèmes et des risques pour leur maintien.

The Basal Ganglia (BG) are thought to be involved primarily in motor but also in non-motor functions. Unsurprisingly, the BG are shown to be involved in motor dysfunctions such as Parkinson's disease or dystonia. More recent studies suggest the key role of the BG in "non-motor" diseases such as absence epilepsy which is a generalized non-convulsive epilepsy. In these diseases, symptoms accompany various oscillatory patterns of neural activity often synchronized across the BG, cortex and other brain areas. How can the BG support these different kinds of oscillatory patterns?Recent experiments have highlighted the key role of the BG in absence seizures and question the traditional view in which thalamocortical circuits underlie absence seizures. We propose a novel theory according to which the feedbacks of cortical activity through BG make this network bistable and drive the oscillatory patterns of activity occurring during the seizures. Our theory is compatible with virtually all known experimental results and it predicts that well-timed transient excitatory inputs to the cortex advance the termination of absence seizures. We report preliminary experimental results consistent with this prediction.Multiple oscillatory frequencies are observed in Parkinsonian BG such as the frequencies of the limb tremor and the beta oscillations. We show that our model can generate oscillations with multiple timescales which resemble Parkinsonian oscillations. Our theory can model the oscillations in Parkinson's disease and absence epilepsy in a unified framework and points to two scenarios to explain multiple frequencies of pathological and functional oscillations., Les ganglions de la base (GB) sont principalement connus pour leurs fonctions motrices, mais présentent également des fonctions non motrices. Sans surprise, il a été montré qu’ils sont impliqués dans des troubles moteurs tels que la maladie de Parkinson ou les dystonies. Des études récentes suggèrent que les GB jouent également un rôle prépondérant dans des maladies “non-motrices” telles que l’épilepsie d’absence , qui est une épilepsie généralisée non convulsive. Dans l’ensemble de ces dysfonctions des GB, les symptômes sont accompagnés de différents patrons oscillants d’activité neuronale souvent synchronisés entre les différents noyaux des GB, le cortex et d’autres aires cérébrales. Comment les GB peuvent-ils favoriser ou soutenir ces différentes activitées oscillantes?Des expériences récentes ont montré le rôle clé joué par les GB dans l’épilepsie d’absence et remettent en question le point de vue traditionnel selon lequel les circuits thalamo-corticaux sont responsables des crises d’absence. Nous proposons une nouvelle théorie selon laquelle les rétroactions opérées par les GB sur l’activité corticale rend le réseau bistable et entraîne les patrons d’activité oscillante qui apparaîssent pendant les crises. Notre théorie est compatible avec l’ensemble des résultats expérimentaux connus et elle prédit qu’un input excitateur transitoire sur le cortex peut terminer prématurément les crises d’absence. Nous présentons ici des résultats préliminaires en accord avec cette prédiction.De multiples fréquences des oscillations d’activité sont observées dans la maladie de Parkinson au sein des GB, telles que les fréquences correspondant aux tremblement des membres ou encore les oscillations béta. Nous montrons que notre model peut générer des oscillations à différentes échelles temporelles qui coïncident avec les fréquences des oscillations dans la maladie de Parkinson. Notre théorie peut rendre compte des oscillations observées dans la maladie de Parkinson et dans l’epilépsie d’absence dans un cadre théorique unifié et suggère deux scénarios pour expliquer les multiples fréquences des oscillations d’activité, à la fois pathologiques et fonctionnelles.

A distributed system is a system of autonomous computing components endowed with communication abilities. This is a common model for the study of networks. The quick evolution of wireless and mobile network both in everyday life and in research gradually leads to take in account the dynamics (i.e. the evolution over time) in distributed systems. Concretely, this means to add the assumption that the communication abilities of the components of the system may vary over time. Many models consider the dynamics as an integral component of the system (and not as a fault). Recently, a new approach, called time-varying graph, attempts to unify all these models in a common formalism which allows the classification systems based on their temporal connectivity properties. In this thesis, we are interested in highly dynamic distributed systems with minimal connectivity assumptions. Specifically, we focus on connected over time systems where the only guarantee is that any element of the system can infinitely often send a message to any other (no guarantee are provided on the sustainability of the used path nor on the time communication). We are particularly interested in covering problems (e.g., minimal dominanting set, maximal matching, maximal independent set, ...) in these highly dynamic distributed systems. The contributions of this thesis in this context are as follows. We first propose a new definition for the covering problems which is more suited to highly dynamic distributed systems that the existing definitions. Secondly, we provide a generic tool to simplify proof of impossibility results in dynamic distributed systems. We use this tool to prove some impossibility results of covering problems. Then, we propose a new time complexity measure to fairly compare the algorithms performance in dynamic distributed systems. Finally, we give an algorithm that compute a minimal dominating set in highly dynamic distributed systems.; Un système distribué est un système composé d'éléments de calcul autonomes dotés de capacité de communication. Il s'agit d'un modèle commun pour l'étude des réseaux. L'évolution rapide des réseaux sans fils et/ou mobiles aussi bien dans la vie quotidienne que dans la recherche amène progressivement à intégrer la dynamique (i.e. l'évolution dans le temps de la connectivité) dans les systèmes distribués. Concrètement, cela revient à ajouter l'hypothèse que les capacités de communication des éléments du système peuvent varier dans le temps. De nombreux modèles considèrent ainsi la dynamique comme composante à part entière du système (et non pas comme une faute). De manière récente, une nouvelle approche, appelée graphe variant dans le temps, tente d'unifier tous ces modèles dans un formalisme commun qui permet de classifier les systèmes en fonction de leurs propriétés de connexité temporelle. Dans cette thèse, nous nous intéressons à des systèmes distribués hautement dynamiques dans lesquels les hypothèses de connexité sont minimalistes. Plus précisément, nous concentrons nos efforts sur les systèmes connexes à travers le temps dans lesquels la seule garantie est que tout élément du système peut infiniment souvent envoyer un message à tout autre (sans garantie sur la pérennité de la route utilisée ni sur le délai de communication). Nous nous intéressons plus particulièrement aux problèmes de couverture (par exemple, ensemble dominant minimal, couplage maximal, ensemble indépendant maximal, ...) dans ces systèmes distribués hautement dynamiques. Les contributions de cette thèse dans ce contexte sont les suivantes. Nous proposons tout d'abord une nouvelle définition pour les problèmes de couverture qui est plus adaptée aux systèmes distribués hautement dynamiques que les définitions existantes. Dans un deuxième temps, nous fournissons un outil générique qui permet de faciliter les preuves de résultats d'impossibilité dans les systèmes distribués dynamiques. Nous appliquons cet outil pour prouver plusieurs résultats d'impossibilité à propos de problèmes de couverture. Ensuite, nous proposons une nouvelle mesure de complexité en temps qui permet de comparer équitablement les performances de protocoles dans les systèmes distribués dynamiques. Enfin, nous donnons un algorithme de construction d'un ensemble dominant minimal dans les systèmes distribués hautement dynamiques.

On the 16-hilbert problem, I will give an upper bound for the number of limit cycles in two-dimensional polynomial vector fields of degree d, and I show a link between the two parts of the 16-hilbert problem, Sur le 16-problème d'Hilbert, je donne une majoration du nombre des cycles limites pour une équation différentielle polynomiale plane de degré d, et je montre un lien entres les deux parties du 16 problème d'Hilbert.

This chapter presents models of the processes involved in floral initiation and development. It begins by briefy presenting models of hormonal transport. The focus is on two key aspects of floral development, namely floral initiation, due to the periodic local accumulation of auxin (a plant hormone) near the plant apex, and the genetic regulation of floral development. The main assumptions about auxin transport that have been proposed and tested in the literature are described, and it is shown how the use of models makes it possible to test assumptions expressed in terms of local cell-cell interaction rules and to check if they lead to patterning in the growing tissue that is consistent with observation. The gene regulatory networks (GRNs) that control the initial steps of floral development and differentiation are investigated. In a simplified form, this network contains dozens of components that interact with each other in space and time. The understanding of such a complex system also requires a modeling approach in order to quantify these interactions and analyze their properties. There are two main formalisms that are used to model GRN: the Boolean and the ODE formalisms. Both these are illustrated on a submodule of the floral GRN and their main advantages and drawbacks are discussed. It is shown how manipulations of the network models can be used to make predictions corresponding to possible biological manipulations of the GRN (e.g., loss-of-function mutants). Throughout, specific mathematical topics of particular interest for the development of these ideas are detailed in separate boxes which can be read relatively independently of the main text.

On the 16-hilbert problem, I will give an upper bound for the number of limit cycles in two-dimensional polynomial vector fields of degree d, and I show a link between the two parts of the 16-hilbert problem, Sur le 16-problème d'Hilbert, je donne une majoration du nombre des cycles limites pour une équation différentielle polynomiale plane de degré d, et je montre un lien entres les deux parties du 16 problème d'Hilbert.

Motivated by microscopic traffic modeling, we analyze dynamical systems which have a piecewise linear concave dynamics not necessarily monotonic. We introduce a deterministic Petri net extension where edges may have negative weights. The dynamics of these Petri nets are uniquely defined and may be described by a generalized matrix with a submatrix in the standard algebra with possibly negative entries, and another submatrix in the minplus algebra. When the dynamics is additively homogeneous, a generalized additive eigenvalue is introduced, and the ergodic theory is used to define a growth rate. In the traffic example of two roads with one junction, we compute explicitly the eigenvalue and we show, by numerical simulations, that these two quantities (the additive eigenvalue and the average growth rate) are not equal, but are close to each other. With this result, we are able to extend the well-studied notion of fundamental traffic diagram (the average flow as a function of the car density on a road) to the case of roads with a junction and give a very simple analytic approximation of this diagram where four phases appear with clear traffic interpretations. Simulations show that the fundamental diagram shape obtained is also valid for systems with many junctions.

The pervasive fact that human action is fundamentally embodied tends to be interpreted as evidence of a solitary person’s phenomenological experience in the physical world. Various empirical studies in cognitive linguistics and psycholinguistics provide substantial support for the importance of recurring aspects of individual bodily action for both language and thought, especially in regard to the topic of metaphor. However, most of this research on embodied cognition fails to address the social nature of language and thought, and even how embodied experience is continually shaped by socio-cultural interactions. This article describes several ideas and research findings on the social nature of embodied, contextually embedded cognition. Particular emphasis is given to principles from dynamic systems theory and its relevance to understanding the interaction of embodied and social factors in metaphorical thought, language, and action., La nature sociale de la cognition incarnée : ce que révèle le monde de la métaphore. Le fait selon lequel l’action humaine est fondamentalement incorporée s’appuie sur l’expérience phénoménologique usuelle de la personne solitaire dans le monde physique. Diverses études empiriques en linguistique cognitive et en psycholinguistique fournissent un substantiel appui pour souligner l’importance d’aspects récurrents de l’action corporelle individuelle à la fois pour le langage et la pensée, spécialement au regard du thème de la métaphore. La plupart de ces recherches sur la cognition incorporée ne parviennent cependant pas à rendre compte de la nature sociale du langage et de la pensée ni même comment l’expérience incorporée est continûment façonnée par les interactions socio-culturelles. Cet article présente plusieurs idées et résultats de recherche sur la nature sociale de la cognition incorporée et contextuellement encastrée. On donne une importance particulière aux principes issus de la théorie des systèmes dynamiques et à leur pertinence pour comprendre l’interaction entre les facteurs corporels et sociaux dans la pensée métaphorique, le langage et l’action., Gibbs Raymond W. The Social Nature of Embodied Cognition: A View from the World of Metaphor. In: Intellectica. Revue de l'Association pour la Recherche Cognitive, n°56, 2011/2. Linguistique cognitive : une exploration critique. pp. 81-98.

The continuum in Cognitive Philosophy. The paper addresses the question of mathematical continuum in cognitive contemporary context in large. It first reviews the epistemological debate about continuous modeling and its ontological significance in cognitive science, comparing it with the same debate concerning physics. It then deals with the foundational problem pertaining to continuum inside mathematics. Coming back to cognitive issues, it accounts for some continuous approaches in cognitive matters : namely morphodynamic modeling as Petitot sustains it, Cadiot' s and Visetti' s theory of semantic forms, and continuous biophysics of the brain. Finally the paper considers naturalist apprehensions of mathematics, be it in a programmatic way or on the basis of empirical psychological investigation., L'article discute du continu mathématique dans le contexte des sciences cognitives contemporaines. Il évoque le débat épistémologique sur la modélisation continue et sa portée ontologique en sciences cognitives en revenant à la forme que prend le même débat à propos de la physique. Il expose ensuite le problème fondationnel du statut du continu qui se pose à l'intérieur même du champ mathématique. Puis il rend compte de quelques usages du continu dans les matières cognitives, en évoquant les approches morphodynamiques défendues par Petitot, la théorie des formes sémantiques de Cadiot et Visetti, et les tentatives récentes de modélisation fine des processus neurophysiologiques. Finalement, l'article envisage les appréhensions naturalisantes de la cognition mathématique, soit programmatiques, soit appuyées sur des enquêtes psychologiques., Salanskis Jean Michel. Le continu dans la philosophie cognitive. In: Intellectica. Revue de l'Association pour la Recherche Cognitive, n°51, 2009/1. Le continu mathématique. Nouvelles conceptions, nouveaux enjeux. pp. 59-91.

Qu’est-ce qui détermine le succès ou l’échec lorsque des adultes essaient d’apprendre à percevoir des sons de parole qui ne figurent pas dans leur langue maternelle ? Dans ce travail, l’apprentissage phonologique est exploré dans un cadre théorique explicitement dynamique. Les catégories phonologiques sont conçues comme les attracteurs d’un système dynamique évoluant au fur et à mesure que l’apprentissage se déroule. Le système dynamique lui-même est structuré par le système phonologique maternel, tel que celui-ci s’est mis en place chez l’auditeur individuel. Cette approche devrait contribuer à intégrer la phonétique et la phonologie (descriptions continues et descriptions symboliques et discrètes) à l’intérieur d’un cadre théorique commun, qui devrait lui-même permettre de mieux comprendre comment les individus perçoivent des formes phonologiques nouvelles. What determines success or failure when adults try to learn to hear speech sounds that are not in their native language? Here we use an explicitly dynamical framework for exploring phonological learning. Phonological categories are conceptua-lized as attractors in a dynamical system that evolves as learning proceeds. The dynamical system itself is structured by the native phono-logical system, as it is instantiated in the individual listener. This approach should help integrate phonetics and phonology (continuous and discrete symbolic descriptions) within a common frame-work, which in turn may elucidate how individuals perceive new phonological forms.

National audience; Master; Le but de ce rapport est d’étudier un problème de contrôle optimal, où la fonctionnelle de coût à minimiser représente le temps de crise, c’est-à-dire le temps passé par une trajectoire solution du système contrôlé en dehors d’un ensemble donné, noté K. La fonctionnelle considérée peut être exprimée au moyen de la fonction indicatrice de K, qui est discontinue et, de ce fait, empêche l’utilisation classique du principe du maximum de Pontryagin. Pour remédier à cela, l’emploi d’un schéma de régularisation sera utile : l’approximation de Moreau-Yosida sera celui employé ici, appliqué `a la fonction caractéristique de K. Après deux sections présentant les motivations du problème ainsi que quelques rappels nécessaires à la bonne compréhension du problème étudié, il sera établi la convergence d’une suite optimale pour le problème régularisé vers une solution optimale du problème d’origine. Ensuite, le principe du maximum de Pontryagin permettra, entre autres, d’établir la convergence du vecteur adjoint lorsque le paramètre de régularisation tend vers 0. Enfin, nous présenterons brièvement la notion de viabilité, considéré comme une alternative à la régularisation proposée ici.

El sistema del mercado compuesto por el entorno, las organizaciones en competencia y los consumidores/compradores realizan una interacción permanente que se concreta en una trayectoria dinámica. Si el mercado se divide en mercado actual y mercado potencial, el cambio de los consumidores/compradores del uno al otro o simplemente la entrada al mercado actual de una organización cualquiera suponen también un proceso dinámico que depende de variables exógenas al sistema y del valor de los parámetros de ajuste, cuyo origen está en la manera de comportamiento de los individuos que componen el sistema estudiado. La sensibilidad y el estudio de esos valores de los parámetros requieren conocer la posible tendencia del sistema, así como el comportamiento del mismo, dependiendo de la región paramétrica en la que se encuentre. The market system composed of the surrounding business setting, competing organizations and consumers/buyers, keep a permanent interaction that becomes concrete in a dynamic path. If the market is divided into current market and potential market, the exchange of roles between consumers/buyers, or simply the incorporation of any organization to the current market, involves a dynamic process that depends on variables that are exogenous to the system and the value of adjustment parameters. Such process origins in the behavior of the individuals part of the system under study. The sensitivity and the study of those parameter values require the knowledge of the system's possible trend, as well as its behavior, depending on the parametric region where they are. Dans le système du marché, composé par l'environnement, les organisations en concurrence et les consommateurs / acheteurs, il s'opère une interaction permanente qui assume une trajectoire dynamique. Si le marché est divisé en marché actuel et potentiel, le passage des consommateurs/acheteurs de l'un vers l'autre, ou simplement l'entrée au marché actuel d'une organisation quelconque, supposent également un processus dynamique qui dépend de variables exogènes au système et de la valeur des paramètres de réglage, dont l'origine est dans le mode de comportement des individus qui composent le système étudié. La sensibilité et l'étude de ces valeurs des paramètres réclament que l'on connaisse la tendance possible du système ainsi que son comportement, selon la région paramétrique où il se trouve. O sistema do mercado composto pelo ambiente, as organizações em concorrência e os consumidores/compradores realizam uma interação permanente que se concreta em uma trajetória dinâmica. Se o mercado é dividido em mercado atual e mercado potencial, a mudança dos consumidores/compradores de um ao outro ou simplesmente a entrada ao mercado atual de qualquer organização, supõe também um processo dinâmico que depende de variáveis exógenas ao sistema e do valor dos parâmetros de ajuste cuja origem está na maneira de comportamento dos indivíduos que compõem o sistema estudado. A sensibilidade e o estudo desses valores dos parâmetros requerem conhecer a possível tendência do sistema, assim como o comportamento deste dependendo da região paramétrica na qual se encontre.

Swiss National Foundation : FN 200020-149871/1. CIMI (Centre International de Mathematiques et d'Informatique) : ANR-11-LABX-0040-CIMI, ANR-11-IDEX-0002-02; International audience; This work is concerned with the analysis of a stochastic approximation algorithm for the simulation of quasi-stationary distributions on finite state spaces. This is a generalization of a method introduced by Aldous, Flannery and Palacios. It is shown that the asymptotic behavior of the empirical occupation measure of this process is precisely related to the asymptotic behavior of some deterministic dynamical system induced by a vector field on the unit simplex. This approach provides new proof of convergence as well as precise asymptotic rates for this type of algorithm. In the last part, our convergence results are compared with those of a particle system algorithm (a discrete-time version of the Fleming-Viot algorithm).

Les affinités sont étonnantes entre les constatations épistémologiques que la théorie du chaos a amené les sciences dites exactes à faire et une pensée de la traduction libérée d’une conception fixiste du sens. Penser la traduction en passant par la théorie du chaos, c’est surtout annuler les dichotomies inopérantes échues des conceptualisations traditionnelles, visée participant des discours de la « troisième voie ». Non-linéarité, sensibilité critique aux conditions initiales et géométrie fractale sont autant de thèmes qui potentialisent la théorisation de la traduction dans une épistémologie tablant sur la mouvance et la subjectivité des paramètres d’interprétation, sur l’instabilité persistante entre l’ordre et le désordre, sur la valeur heuristique donc positive du désordre et sur l’incomplétude., The affinities that exist between the epistemological observations of the so-called “exact” sciences arrived at via the chaos theory, on the one hand, and the notion of translation as being free of a fixist conception of meaning, on the other hand, are remarkable indeed. To consider translation in light of the chaos theory is above all to do away with the ineffective dichotomies stemming from traditional conceptualizations, an aim partaking of the discourse of the “third path.” Nonlinearity, critical sensitivity to initial conditions, fractal geometry – these are just so many themes potentializing the theorization of translation into an epistemology based on the ever-changing, subjective nature of the parameters of interpretation, on the state of persistent instability between order and disorder, on the heuristic and therefore positive value of disorder, and on incompleteness.

Les travaux demandes dansi ntipoibttinti eni nt ’t untsi pio ttnt i suo i ntsi nint o buiins i ti’io quts i tti oo pooiqutsi (s tu oiin) i i piuo i oia’n’o oiinint o aio t itts i o ibus t tsi ntin oanisini nti n’t out si s uoi ntsioooo modelés dynamiques. Deux méthodes sont proposées :i tin oanisini nti n’t out si oi to nt o ntibstovottuosioitnto’tsi nninnutsi tti tin oanisini ui sont i ttsponti nti poo t’aoo Ainsi le premier chapitre est dédié à uni’totinti tootininitxiousititt i unti b b iaoopi ti nui n oanis inioo (FDI) à base de modèles dynamiques. Le second chapitre porte sur la po’stntoiini tt i t’t unti ti’io qut i nui n oanis ini ibos ti ntibs tovottuo s i oo a entrées inconnues (OEI) validé poointsitxttp tsintopp noiini suo i nts i ti nt ts i ns not quts a o nttipiuoi titoi s tttiniop totti oit’tiintin ito ti tt i pio tti suo i ti n oanis iniui sonti ttspoooace de parité. Enfni , el c hap itre q ua tre e st réservé du consacre a une applicatoi n su ru n modèle hydraulique n noniquti a ist oa ti nti tts tto i tsi ntuxi ométhodes proposées au parant pour générer des algorithmes de diagnostic capab le de détecter ttint si toints défauts (capteurs, actionneu rs , fu ite s , ttn…)a

National audience; La navigation vers un but lors de la marche à pied dans un environnement encombré peut être décrite par une loi de contrôle que Fajen et Warren ont élaboré en s’inspirant de travaux en robotique. Cette loi, formalisée par une équation de mouvement représentant un système dynamique, établit un lien entre des informations perceptives (angles de relèvement du but et des obstacles, distances) et le changement de direction de déplacement de l’agent. Les cibles à rejoindre agissent comme des attracteurs sur lesquels l’agent doit s’aligner ; les obstacles à éviter agissent comme des repelleurs, poussant l’agent à dévier sa trajectoire pour l’éviter. En étudiant une situation de navigation en VTT, dans cette étude nous évaluons le caractère générique de cette loi de contrôle.

Le titre que nous avons choisi pour cette communication peut paraitre étrange au premier abord et appelle quelques explications. Nous n’en sommes pas l’auteur il s’agit d’une traduction libre d’une citation du philosophe allemand Georg Wilhelm Friedrich Hegel (1770-1831) : die Eule der Minerva beginnt erst mit der einbrechenden Dämmerung ihren Flug extraite de Grundlinien der Philosophie des Rechts, Nicolai, Berlin, 1820. Débuter cette présentation de cette façon est une manière de rendre hommage à tous les chercheurs qui par une vision renouvelée ont su faire progresser une discipline, dont l’automatique en particulier, lorsqu’elle s’endort dans un académisme ronronnant. Abdelhacq El Jai est de la classe de ces chercheurs. Remarquons toutefois que Hegel emploie le terme de hibou de Minerve, ce qui symbolise d’un point de vue mythologique la sagesse. Mais comme le dit un autre de ces chercheurs qui se reconnaîtra sûrement, l’automatique étant ce que l’on connaît de moins mal, nous resterons donc sur ce plan là.

International audience; Doctoral

A droplet bouncing on a vertically vibrated liquid bath can be self-propelled by the surface waves it generates. Theses Faraday waves are sustained by the vertical bath vibration for a memory time which can be tuned experimentally. The wave field thus contains in its interference pattern a memory of the past-trajectory. The resulting entity called a walker is characterized by the interaction between the drop and its surrounding waves through this path-memory.This thesis is devoted to an experimental and theoretical investigation of such a wave-mediated path-memory. For this purpose a bouncing drop is magnetically loaded with a droplet of ferrofluid and can then be trapped in an harmonic well. The drop is thus forced to interact with its own path. The confinement induces a self-organization process between the particle and its wave packet, leading to wave-type behavior for a particle. Notions such quantization or probability of measuring an eigenstate can thus be used for the walker dynamics description. These features originate from the temporal coherence of the walker’s dynamics. In that sense, the walker is an entity extended in time, we cannot reduce to a point-like approximation. It reminds us, in another context, the pilot wave theory developped by de Broglie at the beginning of the XXst century., Une goutte rebondissant sur un bain de liquide en vibration verticale peut se mettre spontanément en mouvement, sous l’action des ondes qu’elle a elle-même générées. Celles ci, appelées ondes de Faraday sont entretenues par la vibration du bain durant un temps de mémoire qui peut être contrôlé expérimentalement. Le champ d’ondes stationnaires généré par la goutte contient ainsi dans ses motifs d’interférence une mémoire de la trajectoire précédemment suivie. L’entité résultante appelée marcheur est caractérisée par cette interaction entre la goutte et les ondes qui l’entourent, via la mémoire de chemin.Cette thèse est consacrée à l’étude expérimentale et théorique de cette mémoire de chemin. Dans ce but, une goutte de liquide encapsulant un volume de ferrofluide est piégée dans un puits de potentiel harmonique d’origine magnétique. La goutte sera ainsi amenée à interagir avec les ondes qu’elle a précédemment générées. Ce confinement induit un processus d’auto-organisation entre la goutte et l’onde sous-jacente qui mène à des comportements de type ondulatoire pour une particule. Les notions de quantifications ou de probabilité de mesure d’un état propre peuvent ainsi être appliquées au cas d’un marcheur. Ces comportements révèlent que le marcheur est un exemple d’objet étendu en temps qui ne peut être réduit à une approximation ponctuelle rappelant, dans un tout autre contexte, la théorie de l’onde pilote développée par de Broglie au début du XXème siècle.

Systems-on-chip (SoC) have become more and more complex due to the development of integrated circuit technology.Recent studies have shown that in order to improve the performance of a specific SoC application domain, the on-chipinter-connects (OCI) architecture must be customized at design-time or at run-time. Related approaches generallyprovide application-specific SoCs tailored to specific applications. The aim of this thesis is to carry out new approachesfor Network-on-Chip (NoC) and study their performances, especially in terms of latency, throughput, energyconsumption and simplicity of implementation.We have proposed an approach to allow designers to customize a candidate OCI architecture by adding strategiclinks in order to match large application workload. The analytical evaluation focuses on improving the physicalparameters of the NoC topology regardless of the application that should run on. The evaluation by simulationfocuses to evaluate the communication performances of the NoC. Simulations results show the effectiveness ofthis approach to improve the NoC performances. We have also introduced a compartmental Fluid-flow basedmodeling approach to allocate required resource for each buffer based on the application traffic pattern. Simulationsare conducted and results show the efficiency of this modeling method for a buffer space optimized allocation.Finally, we proposed a joint approach based on a system dynamics theory for evaluating the performance of a flowcontrol algorithm in NoCs. This algorithm allows NoC elements to dynamically adjust their inflow by using afeedback control-based mechanism. Analytical and simulation results showed the viability of this mechanism forcongestion avoidance in NoCs., Les systèmes embarqués sur puce (SoC : Systems-on-Chip) sont devenus de plus en plus complexes grâce à l’évolution de la technologie des circuits intégrés. Des études récentes ont montré que pour améliorer les performances du réseau su puce (NoC : Network-on-Chip), l’architecture de celui-ci pouvait être personnalisée, soit au moment de la conception, soit au moment de l’exécution. L’objectif principal de cette thèse est d’implémenter de nouvelles approches pour améliorer les performances des NoCs, notamment la latence, le débit, la consommation d’énergie, et la simplicité de mise en œuvre.Nous avons proposé une approche pour permettre aux concepteurs de personnaliser l'architecture d’un NoC par insertion de liens stratégiques, pour qu’elle soit adaptée à de nombreuses applications, sous la contrainte d’un budget limité en termes de nombre de liens. L’évaluation analytique porte sur l’amélioration des paramètres physiques de la topologie du NoC sans tenir compte de l’application qui devrait s’exécuter dessus. L’évaluation par simulation porte sur l’évaluation des performances de communication du NoC. Les résultats de simulations montrent l’efficacité de notre approche pour améliorer les performances du NoC. Nous avons également introduit une approche de modélisation par réseau à compartiments pour allouer les ressources nécessaires pour chaque tampon selon le modèle de trafic de l'application cible. Les résultats de simulations montrent l'efficacité de cette approche de modélisation pour l’allocation optimisée de l'espace tampon. Enfin, nous avons proposé une approche conjointe basée sur la théorie des systèmes dynamiques pour évaluer la performance d'un algorithme de contrôle de flux dans les NoCs. Cet algorithme permet aux éléments du NoC d’ajuster dynamiquement leur entrée en utilisant un mécanisme basé sur le contrôle de flux par rétroaction. Les résultats d’évaluations analytiques et de simulation montrent la viabilité de ce mécanisme pour éviter la congestion dans les NoCs.

Modification of modal parameters is considered the main tool for the evaluation of characteristic changes of a non stationary dynamic system. Therefore, our first interest is to obtain these modal parameters from vibration measures using identification methods. Three methods are discussed here: Proper Orthogonal Decomposition (POD), Singular Value Decomposition (SVD) and Smooth Orthogonal Decomposition (SOD). Then, in order to evaluate the mass changes in non stationary systems, three steps are proposed: instant localization of mass changes (step 1), determination of geometrical location of the mass changes (step 2) and quantification of mass changes (step 3). The Wavelet transform (WT), considered to be a time-frequency analysis, is indented in step 1. In step 2, three methods for the detection of the position of the mass changes are developed. Finally, the relative variation of the natural frequencies of the system is used to evaluate the relative variation of the mass in step 3. The efficiency of these methods is verified by numerical tests. Moreover a building experimental model, instrumented with accelerometers, is studied in the case of after-shock vibrations. These experimental tests permit to validate the methods proposed in this thesis; L'évaluation des modifications des caractéristiques d'un système dynamique non-stationnaire est étudiée suivant les modifications des paramètres modaux. Pour cela, nous étudions en premier l'obtention de ces paramètres, à l'aide des méthodes d'identification à partir des réponses vibratoires mesurées. Trois méthodes d'identification sont étudiées: la méthode de Décomposition Orthogonale Propre (POD), la méthode de Décomposition en Valeurs Singulières (SVD) et la méthode de Décomposition Orthogonale Régularisée (SOD). Ensuite, trois étapes sont considérées pour suivre les changements de masse des systèmes non-stationnaires à partir des variations des paramètres modaux: la localisation de l'instant du changement (étape 1), la détection de la position du changement (étape 2) et la quantification de la valeur du changement (étape 3). Pour l'étape 1, la transformée en ondelettes (TO) qui est une analyse temps-fréquence est appliquée. Ensuite, trois méthodes de détection de la position du changement de la masse sont développées dans l'étape 2. Enfin, la variation relative des fréquences propres est utilisée pour la quantification de la variation relative de la masse dans l'étape 3. Toutes ces méthodes ont été testées numériquement. De plus une maquette simplifiée de bâtiment a été instrumentée sous excitations de choc. Ces essais ont permis de valider les méthodes développées dans cette thèse

International audience; We study synchronization in two neurons using two-dimensional neuronal models coupled through threshold delayed inhibition, acting for a fixed duration T. We explain the mechanism of synchronization between the two coupled units by means of phase-plane analysis. Using a piecewise linear approximation, we compute the firing times of two mutually coupled neurons, which allows a quantitative study of synchronization. The results are in good agreement, both quantitatively and qualitatively, with the numerical simulations of the full nonlinear coupled system describing the two neurons. We first show that, with simple inhibition, only phase-lagged synchronization can be achieved except for a particular set of T-values. We then show that coincidence synchronization can rapidly be achieved with an improved coupling model which takes into account the increase of membrane conductance during inhibitio

Data Handover is a library of functions adapted to large-scale distributed systems. It provides routines that allow acquiring resources in reading or writing in the ways that are coherent and transparent for users. We modelled the life cycle of Dho by a finite state automaton and through experiments; we have found that our approach produced an overlap between the calculation of the application and the control of the data. These experiments were conducted both in simulated mode and in real environment (Grid'5000). We exploited the GRAS library of the SimGrid toolkit. Several clients try to access the resource concurrently according the client-server paradigm. By the theory of queues, the stability of the model was demonstrated in a centralized environment. We improved, the distributed algorithm for mutual exclusion (of Naimi and Trehel), by introducing following features: (1) Allowing the mobility of processes (ADEMLE), (2) introducing shared locks (AEMLEP) and finally (3) merging both properties cited above into an algorithm summarising (ADEMLEP). We proved the properties, safety and liveliness, theoretically for all extended algorithms. The proposed peer-to-peer system combines our extended algorithms and original Data Handover model. Lock and resource managers operate and interact each other in an architecture based on three levels. Following the experimental study of the underlying system on Grid'5000, and the results obtained, we have proved the performance and stability of the model Dho over a multitude of parameters, Data Handover est une librairie de fonctions adaptée aux systèmes distribués à grande échelle. Dho offre des routines qui permettent d'acquérir des ressources en lecture ou en écriture de façon cohérente et transparente pour l'utilisateur. Nous avons modélisé le cycle de vie de Dho par un automate d'état fini puis, constaté expérimentalement, que notre approche produit un recouvrement entre le calcul de l'application et le contrôle de la donnée. Les expériences ont été menées en mode simulé en utilisant la libraire GRAS de SimGrid puis, en exploitant un environnement réel sur la plate-forme Grid'5000. Par la théorie des files d'attente, la stabilité du modèle a été démontrée dans un contexte centralisé. L'algorithme distribué d'exclusion mutuelle de Naimi et Tréhel a été enrichi pour offrir les fonctionnalités suivantes: (1) Permettre la connexion et la déconnexion des processus (ADEMLE), (2) admettre les locks partagés (AEMLEP) et enfin (3) associer les deux propriétés dans un algorithme récapitulatif (ADEMLEP). Les propriétés de sûreté et de vivacité ont été démontrées théoriquement. Le système peer-to-peer proposé combine nos algorithmes étendus et le modèle originel Dho. Les gestionnaires de verrou et de ressource opèrent et interagissent mutuellement dans une architecture à trois niveaux. Suite à l'étude expérimentale du système sous-jacent menée sur Grid'5000, et des résultats obtenus, nous avons démontré la performance et la stabilité du modèle Dho face à une multitude de paramètres

Data handover, Dho is a library of functions adapted to large-scale distributed systems. It provides routines that allow to acquire resources in reading or writing in the ways that are coherent and transparent for users. We modeled the life cycle of Dho by a finite state automaton and through experiments, we have found that our approach produced an overlap between the calculation of the application and the controle of the data. These experiments were conducted both in simulated mode and in real environment (within Grid'5000). We exploited the GRAS library of the SimGrid toolkit. Several clients try to access the resource concurrently according the client-server paradigm. By the theory of queues, the stability of the model was demonstrated in a centralized environment. We improved, the distributed algorithm for mutual exclusion (of Naimi and Trehel), by introducing following features: (1) Allowing the mobility of processes (ADEMLE), (2) introducing shared locks (AEMLEP) and finally (3) merging both properties cited above into an algorithm summarising (ADEMLEP). We proved the properties, Safety and liveliness, theoretically for all extended algorithms. The proposed peer-to-peer system combines our extended algorithms and original dho model. Lock and resource managers operate and interact each other in an architecture based on three levels. Following the experimental study of the underlying system on Grid'5000, and the results obtained, we have proved the performance and stability of the model Dho over a multitude of parameters., Data Handover, Dho est une librairie de fonctions adaptée aux systèmes distribués à grande échelle. Dho offre des routines qui permettent d'acquérir des ressources en lecture ou en écriture de façon cohérente et transparente pour l'utilisateur. Nous avons modélisé le cycle de vie de Dho par un automate d'état fini puis, constaté expérimentalement, que notre approche produit un recouvrement entre le calcul de l'application et le contrôle de la donnée. Les expériences ont été menées en mode simulé en utilisant la libraire GRAS de SimGrid puis, en exploitant un environnement réel sur la plate-forme Grid'5000. Par la théorie des files d'attente, la stabilité du modèle a été démontrée dans un contexte centralisé. L'algorithme distribué d'exclusion mutuelle de Naimi et Tréhel a été enrichi pour offrir les fonctionnalités suivantes: (1) Permettre la connexion et la déconnexion des processus (ADEMLE), (2) admettre les locks partagés (AEMLEP) et enfin (3) associer les deux propriétés dans un algorithme récapitulatif (ADEMLEP). Les propriétés de sûreté et de vivacité ont été démontrées théoriquement. Le système peer-to-peer proposé combine nos algorithmes étendus et le modèle originel dho. Les gestionnaires de verrou et de ressource opèrent et interagissent mutuellement dans une architecture à trois niveaux. Suite à l'étude expérimentale du système sous-jacent menée sur Grid'5000, et des résultats obtenus, nous avons démontré la performance et la stabilité du modèle Dho face à une multitude de paramètres.

This monograph synthesizes several studies spanning from dynamical systems in the statistical analysis of sequences, to analysis of algorithms in random trees and discrete stochastic processes. These works find applications in various fields ranging from biological sequences to linear regression models, branching processes, through functional statistics and estimates of risk indicators for insurances. All the established results use, in one way or another, the recursive property of the structure under study, by highlighting invariants such as martingales, which are at the heart of this monograph, as tools as well as objects of study., Ce mémoire est une synthèse de plusieurs études à l'intersection des systèmes dynamiques dans l'analyse statistique de séquences, de l'analyse d'algorithmes dans des arbres aléatoires et des processus stochastiques discrets. Les résultats établis ont des applications dans des domaines variés allant des séquences biologiques aux modèles de régression linéaire, processus de branchement, en passant par la statistique fonctionnelle et les estimations d'indicateurs de risque appliqués à l'assurance. Tous les résultats établis utilisent d'une façon ou d'une autre le caractère récursif de la structure étudiée, en faisant apparaître des invariants comme des martingales. Elles sont au coeur de ce mémoire, utilisées comme outils dans les preuves ou comme objets d'étude.

This thesis is dedicated to the study of iterative decoders, both for binary and non-binary low density parity check (LDPC) codes. The objective is to design low complexity and low latency decoders which have good performance in the error floor region.In the first part of the thesis, we study the recently introduced finite alphabet iterative decoders (FAIDs). Using the large number of FAIDs, we propose a decoding diversity algorithm to improve the error correction capability for binary LDPC codes with variable node degree 3 over binary symmetric channel. The decoder diversity framework allows to solve the problem of guaranteed error correction with iterative decoding, beyond the pseudo-distance of the LDPC codes. We give a detailed example of a set of FAIDs which corrects all error patterns of weight 7 or less on a (N=155,K=64,Dmin=20) short structured LDPC, while traditional decoders (BP, min-sum) fail on 5-error patterns. Then by viewing the FAIDs as dynamic systems, we analyze the behaviors of FAID decoders on chosen problematic error patterns. Based on the observation of approximate periodic trajectories for the most harmful error patterns, we propose an algorithm which combines decoding diversity with random jumps in the state-space of the iterative decoder. We show by simulations that this technique can approach the performance of Maximum LikelihoodDecoding for several codes.In the second part of the thesis, we propose a new complexity-reduced decoding algorithm for non-binary LDPC codes called trellis extended min sum (T-EMS). By transforming the message domain to the so-called delta domain, we are able to choose row-wise deviations from the most reliable configuration, while usual EMS-like decoders choose the deviations column-wise. This feature of selecting the deviations row-wise enables us to reduce the decoding complexity without any performance loss compared to EMS. We also propose to add an extra column to the trellis representation of the messages, which solves the latency issue of existing decoders. The extra column allows to compute all extrinsic messages in parallel, with a proper hardware implementation. Both the parallel and the serial hardware architectures for T-EMS are discussed. The complexity analysis shows that the T-EMS is especially suitable for high ratenon-binary LDPC codes on small and moderate fields.; Cette thèse se consacre à l'étude de décodeurs itératifs, pour des codes correcteurd'erreurs binaires et non-binaires à faible densité (LDPC). Notre objectif est de modéliserdes décodeurs de complexité faibles et de faible latence tout en garantissantde bonne performances dans la région des très faibles taux d'erreur (error floor).Dans la première partie de cette thèse, nous étudions des décodeurs itératifssur des alphabets finis (Finite Alphabet iterative decoders, FAIDs) qui ont étérécemment proposés dans la littérature. En utilisant un grand nombre de décodeursFAIDs, nous proposons un nouvel algorithme de décodage qui améliore la capacité decorrections d'erreur des codes LDPC de degré dv = 3 sur canal binaire symétrique.La diversité des décodeurs permet de garantir une correction d'erreur minimale sousdécodage itératif, au-delà de la pseudo-distance des codes LDPC. Nous donnonsdans cette thèse un exemple detailé d'un ensemble de décodeur FAIDs, qui corrigetous les évènements d'erreur de poids inférieur ou égal à 7 avec un LDPC de petitetaille (N=155,K=64,Dmin=20). Cette approche permet de corriger des évènementsd'erreur que les décodeurs traditionnels (BP, min-sum) ne parviennent pas à corriger.Enfin, nous interprétons les décodeurs FAIDs comme des systèmes dynamiques etnous analysons les comportements de ces décodeurs sur des évènements d'erreur lesplus problématiques. En nous basant sur l'observation des trajectoires périodiquespour ces cas d'étude, nous proposons un algorithme qui combine la diversité dudécodage avec des sauts aléatoires dans l'espace d'état du décodeur itératif. Nousmontrons par simulations que cette technique permet de s'approcher des performancesd'un décodage optimal au sens du maximum de vraisemblance, et ce pourplusieurs codes.Dans la deuxième partie de cette thèse, nous proposons un nouvel algorithmede décodage à complexité réduite pour les codes LDPC non-binaires. Nous avonsappellé cet algorithme Trellis-Extended Min-Sum (T-EMS). En transformant le domainede message en un domaine appelée domaine delta, nous sommes capable dechoisir les déviations ligne par ligne par rapport à la configuration la plus fiable,tandis que les décodeurs habituels comme le décodeur EMS choisissent les déviationscolonne par colonne. Cette technique de sélection des déviations ligne parligne nous permet de réduire la complexité du décodage sans perte de performancepar rapport aux approches du type EMS. Nous proposons également d'ajouter une colonne supplémentaire à la représentation en treillis des messages, ce qui résoudle problème de latence des décodeurs existants. La colonne supplémentaire permetde calculer tous les messages extrinséque en parallèle, avec une implémentationmatérielle dédiée. Nous présentons dans ce manuscrit, aussi bien les architecturesmatérielles parallèle que les architectures matérielles série pour l'exécution de notrealgorithme T-EMS. L'analyse de la complexité montre que l'approche T-EMS estparticulièrement adapté pour les codes LDPC non-binaires sur des corps finis deGalois de petite et moyenne dimensions.