Aide à la conception qualitative de systèmes dynamiques.

Résumé Nous présentons dans cette thèse la méthode Qdes (qualitative design) de conception fonctionnelle d'un système dynamique dans les domaines de l'hydromécanique, l'électronique, l'automatique, la chimie, la biologie. . . Cette méthode s'applique dès la phase de préconception, alors qu'une alternative de conception proposée par le concepteur n'est définie que par son schéma de principe, permettant d'invalider au plus tôt des familles entières de systèmes différentiels réels. Cette méthode s'inspire des travaux menés en physique qualitative. Il s'agit d'effectuer une analyse par simulation qualitative de type envisionnement total, puis de juger du degré d'adéquation du résultat obtenu (graphe d'envisionnement entre états qualitatifs) avec des spécifications dynamiques fonctionnelles en termes de l'intersection de deux graphes. Le premier point de ce travail a consiste a fondamentalement revisiter la méthode d'envisionnement total avec la technique de résolution non causale qu'est la propagation de contraintes. Un nouvel algorithme de simulation est propose qui comprend une dérivation formelle qualitative, un nouveau principe d'énumération des états qui évite le problème du chaos qualitatif, un tri explicite des états en instants ou en intervalles de temps qui alternent durant la détermination des transitions. La seconde partie de cette thèse propose un modèle de conception base sur une définition originale d'une spécification dynamique fonctionnelle (ensemble de courbes qualitatives pour certaines variables, pouvant avoir des valeurs approximatives et des dépendances temporelles relatives). De nouveaux algorithmes d'intersection d'un ensemble de spécifications avec un graphe d'envisionnement et de gestion des temps symboliques sont proposes. Qdes gère un historique de conception sous la forme d'une hiérarchie de graphes résultats permettant de raisonner à différentes tailles de grain du problème (operateurs de filtre et d'agrégation). Une méthodologie de conception est proposée, une classe de problemes spécifiques est dégagée et une comparaison est effectuée avec d'autres systèmes de conception.