Département d'Automatique

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Identification automatique de silhouettes humaines dans des séquences d’images infrarouges
(FGEI-UMMTO, 2023-12-20) Younsi Merzouk
La détection, le suivi, et la reconnaissance de postures de personnes en mouvement est un sujet de recherche très actif dans le domaine de vision par ordinateur en raison de ses applications dans divers domaines tels que la vidéo surveillance, l’interaction homme-robot, la récupération vidéo, les soins de santé, les véhicules intelligents, la réalité virtuelle et la réalité augmentée. Cependant, le développement d’un système efficace pour la détection et le suivi de personnes reste une tâche difficile à traiter, notamment lorsque nous avons à faire face à des environnements extérieurs à faible luminosité tels que la nuit. D’autres facteurs rendant cette tâche plus ardue incluent : la présence dans la scène d’objets non-humains, les encombrements d’arrière-plan, les occultations, les changements d’apparence, les changements de postures, le bruit et la contrainte du temps réel. Afin de surmonter certaines de ces difficultés, dans ce travail de thèse, nous proposons un nouveau système de vidéo surveillance capable de détecter, suivre, et reconnaître efficacement la posture de personnes en mouvement à partir de séquences d’images acquises par une caméra infrarouge dans des environnements extérieurs de nuit. Ce système comprend les étapes suivantes. Après l’extraction des objets en mouvement en utilisant la méthode de soustraction d’arrière-plan, nous proposons deux approches différentes pour distinguer un être humain de toute autre forme d’objet en mouvement. La première approche est basée sur le calcul d’une fonction de similarité combinée qui utilise des informations de forme et d’apparence, et des informations spatiales et temporelles des objets en mouvement. La seconde approche est basée sur la détection conjointe de deux parties qui caractérisent le corps humain, à savoir l’ensemble tête-épaules (ressemblant à la forme de la lettre majuscule de l’alphabet grec Omega Ω), et les deux jambes. Une fois qu’un être humain est détecté, afin de le suivre efficacement et de manière robuste en cas de présence des situations difficiles citées précédemment, nous proposons une méthode qui utilise un filtre à particules et une combinaison adaptative d’informations provenant de plusieurs types de caractéristiques, à savoir l’intensité, la texture, la vélocité de mouvement, et la distance spatiale. Pour augmenter davantage la robustesse de notre méthode de suivi, nous introduisons aussi une stratégie automatique de détection et de traitement des occultations basée sur des règles heuristiques simples et l’histogramme de projection verticale en niveaux de gris. En parallèle avec l’algorithme de suivi, et pour décrire efficacement la posture de l’être humain détecté, nous extrayons de sa silhouette trois caractéristiques différentes, à savoir des caractéristiques basées région, basées contour et géométriques. Les performances de notre système proposé sont évaluées sur plusieurs séquences d’images infrarouges capturées dans des environnements réels de nuit, et les résultats expérimentaux obtenus ont démontré une bonne faisabilité et efficacité de notre système pour la détection automatique des êtres humains en mouvement et l’analyse de leurs comportements au cours du temps.
Segmentation d’images couleur texturées basée sur la sélection d’attributs et la classification spectrale semi-supervisées sous contraintes
(FGEI-UMMTO, 2023-11-20) Salmi Abderezak
Les méthodes de segmentation par apprentissage automatique impliquent des techniques de caractérisation et de sélection d'attributs, ainsi qu'une technique de classification. Dans un contexte semi-supervisé, les méthodes de sélection d'attributs et de classification exploitent une petite quantité d'informations a priori donnée sous la forme de pixels prototypes ou de contraintes par paires, indiquant si deux pixels appartiennent à la même classe (must-link) ou non (cannot-link). L'apprentissage semi-supervisé sous contraintes suscite actuellement un vif intérêt car il permet de guider le processus de segmentation et d'améliorer ses performances sans nécessiter une grande base d'apprentissage comme dans le cas de l'apprentissage supervisé ou profond. C'est dans ce contexte semi-supervisé que nous proposons, dans cette thèse, une méthode de segmentation d'images couleur texturées qui combine à la fois la sélection d'attributs et la classification semi-supervisées sous contraintes. Elle consiste à caractériser chaque pixel de l'image par un ensemble d'attributs de texture couleur. Une nouvelle méthode de sélection d'attributs de type filtre, basée sur un score de contraintes, est développée afin de choisir les attributs les plus pertinents. Ce score offre l'avantage d'évaluer la pertinence d'un sous-ensemble d'attributs à la fois et de déterminer automatiquement le nombre optimal d'attributs. Ces attributs sont finalement utilisés pour regrouper l'ensemble des pixels en classes via la méthode de classification spectrale sous contraintes. Des tests expérimentaux nous ont permis, d'une part, de valider le score de contraintes proposé en le comparant à d'autres scores de contraintes sur plusieurs bases de données. D'autre part, les résultats de segmentation obtenus sur des bases d'images texturées couleur ou en niveaux de gris, naturelles ou artificielles, médicales ou satellitaires attestent que la méthode de segmentation proposée est plus performante que les méthodes classiques, qu'elles soient supervisées, semi-supervisées, ou non supervisées, et reste compétitive avec les méthodes par apprentissage profond, malgré le peu d'information de supervision.
Approche commande à gain récursif pour la commande des systèmes non linéaires strict feedback systems : Application à la machine SPMSM
(FGEI-UMMTO, 2024-01-28) Salhi Boualem
L'approche Backstepping est l'une des approches les plus importantes pour la commande des systèmes non linéaires. Cette approche n'est applicable qu'à une classe particulière de systèmes. Plus précisément, l'approche Backstepping est applicable aux systèmes non linéaires dont la représentation d'état est sous la forme Strict Feedback Form. Lesquels systèmes sont désignés par le nom Strict Feedback Systems. Juste après l'apparition de l'approche Backstepping, beaucoup de chercheurs ont relevé les limites et inconvénients de cette approche. En effet, l'approche Backstepping n'est pas applicable à tous les systèmes appartenant à la classe Strict Feedback Systems; mais seulement à ceux dont les non linéarités sont suffisamment lisses. Autrement dit, les systèmes dont les non linéarités appartiennent à la classe Cn des fonctions, i.e. n fois dérivables et dont les dérivées jusqu'à l'ordre n sont continues. Cette dernière condition constitue une hypothèse de travail très contraignante qui limite l'applicabilité de l'approche Backstepping. La même condition est imposée au signal de référence, lequel doit être aussi suffisamment lisse. Cette deuxième hypothèse de travail, aussi très contraignante, est satisfaite par l'approche Backstepping grâce à l'implémentation d'un préfiltre d'ordre n. La nécessité de l'utilisation d'un filtre constitue un premier inconvénient de cette approche. En plus des limites et inconvénients dus aux hypothèses de travail, d'autres inconvénients majeurs sont inhérents à la procédure récursive de la conception des lois de commande dans l'approche Backstepping. En effet, cette approche souffre, d'une part, du problème d'explosion de complexité et, d'autre part, de celui d'explosion de termes. Ces deux derniers inconvénients sont dus aux dérivations successives des commandes virtuelles. Différentes approches ont été proposées afin de traiter les inconvénients de l'approche Backstepping et de permettre la commande d'un plus large ensemble de systèmes appartenant à la classe Strict Feedback Systems. Deux approches parmi toutes les autres, très reconnues dans la littérature scientifique et qui ont traité cette problématique sont les approches Dynamic Surface Control et Command Filtered Backstepping. Ces deux dernières approches, bien quelles soient applicables à un plus large ensemble de systèmes appartenant à la classe Strict Feedback Systems, i.e. hypothèses de travail moins contraignantes, et qu'elles ne souffrent pas du problème d'explosion de complexité grâce à l'introduction d'un ensemble de filtres, elles présentent d'autres inconvénients et limites. En particulier, ces deux approches ne constituent que des approximations de l'approche Backstepping. Dans cette thèse, nous avons développé une nouvelle approche pour la commande des systèmes non linéaires appartenant à la classe Strict Feedback Systems. Cette nouvelle approche, à laquelle nous nous référons par le nom Commande à Gain Récursif, est basée sur l'introduction d'une nouvelle notion de signaux que l'on a désigné par le nom signaux fictifs. Ces derniers sont dits fictifs car ils n'existent pas réellement. L'approche Commande à Gain Récursif permet, d'une part, de mieux traiter les inconvénients de l'approche Backstepping et ce sans implémentation de filtres, i.e. régler définitivement le problème d'explosion de complexité et celui d'explosion de termes et, d'autre part, de rendre possible la commande d'un ensemble beaucoup plus large de systèmes appartenant à la classe Strict Feedback Systems, i.e. hypothèses de travail beaucoup moins contraignantes. Ce résultat théorique est rendu possible grâce à l'utilisation des signaux fictifs. Plus encore et à la différence des approches Dynamic Surface Control et Command Filtered Backstepping, l'approche Commande à Gain Récursif est supérieure à celle du Backstepping. La commande en vitesse, par orientation du flux rotorique, de la machine synchrone à aimant permanent SPMSM est réalisée avec les approches Commande à Gain Récursif et Backstepping afin de comparer leurs performances et confirmer les résultats théoriques.
Contribution à la commande sous contraintes d’une classe de systèmes à événements discrets
(FGEI-UMMTO, 2023-07-10) Aberkane Sofiane
L'objectif de cette thèse consiste à modélisé et proposer des lois de commande par retour d'état pour les systèmes à événements discrets avec des ressources partagées, en utilisant l'algèbre Max-plus. Nous considérons la classe des Graphes d'événements temporisés avec conflit (RGETC), qui est une classe de réseaux de Petri, soumis à des contraintes temporelles strictes. Tout d'abord, une formalisation algébrique en termes de systèmes linéaires Max-plus à commutation est proposée pour décrire le comportement dynamique d'un RGETC. Des conditions suffisantes pour l'existence de lois de commande garantissant ces contraintes temporelles sont établies pour les deux cas de RGETC : les RGETCs complètement observables et les RGETCs partiellement observables. Les lois de commande calculées sont des gains de retour qui peuvent être représentes par des places de commande qui supervisent le franchissement du système afin d'empêcher la violation des contraintes temporelles. Afin d'illustrer l'approche suggérée et montrer l'efficacité des lois de commande développées, deux exemples d'application sont présentés.
Contribution à la conception d’observateurs non linéaires pour la synchronisation des systèmes chaotiques sous contraintes de communication
(FGEI UMMTO, 2022-05-26) Hamoudi Ahcene
Récemment, de plus en plus d'attention a été accordée à l'utilisation du chaos dans la transmission sécurisée de données. En effet, depuis le travail pionnier de Pecora et Carrol, qui ont démontré la possibilité de synchroniser deux systèmes chaotiques avec des conditions initiales différentes, l'utilisation de systèmes chaotiques dans une communication sécurisée a révolutionné les méthodes de cryptage traditionnelles. Dans les systèmes de communication basés sur le chaos, le message secret est masqué par le signal pseudo-aléatoire généré par le système chaotique entraîné (émetteur ou maître) conduisant à un signal inintelligible qui est transmis par le canal public au système chaotique de réponse (récepteur ou esclave). La récupération du message d'origine est possible si l'émetteur et le récepteur sont synchronisés. Cependant, l'un des problèmes majeurs de la configuration maître-esclave est l'apparition d'un retard dans le canal de transmission entre l'émetteur et le récepteur, qui est généralement causé par la distance entre les deux systèmes, et qui constitue un élément très néfaste à la synchronisation. En effet, si la synchronisation entre l'émetteur et le récepteur n'est pas correctement réalisée, il serait alors impossible de reconstruire le message secret. Par ailleurs, l'introduction des systèmes chaotiques d'ordre fractionnaire dans la conception des sché-mas de communication sécurisée augmente grandement la sécurité. En effet, les systèmes chaotiques d'ordre fractionnaire améliorent la sécurité en considérant les ordres de dérivation comme des paramètres supplémentaires de la clé de sécurité. Ainsi, une grande attention a été accordée à la synchronisation des systèmes chaotiques d'ordre fractionnaire. L'objectif de cette thèse est de développer des nouvelles méthodes de synchronisation des systèmes chaotiques d'ordre entier et fractionnaire à base d'observateurs en présence de retard dans le canal de communication (retard sur la mesure) et de perturbations (incertitudes paramétriques et perturbations externes). Dans les techniques proposées, le système esclave est composé de deux éléments : un observateur à mode glissant d'ordre supérieur qui permet d'estimer les états retardés en temps fini et sans chattering, et un prédicteur d'état qui permet de compenser le retard et ainsi d'assurer une bonne synchronisation entre les systèmes maître et esclave. Les conditions de convergence des méthodes de synchronisation proposées sont établies et des exemples numériques sont donnés pour démontrer l'efficacité des approches de synchronisation proposées.
Segmentation tridimensionnelle d’images échographiques intravasculaires (IVUS).
(FGEI UMMTO, 2022-10-01) Hammouche Abdelaziz
La segmentation tridimensionnelle (3D) d’images qui a pour but de détecter les zones ou les structures homogènes, suscite un grand intérêt dans l’analyse des images médicales en générale et des images échographiques intravasculaires (IVUS) en particulier. Les images IVUS sont produites à l’aide d’une sonde ultrason introduite à l’intérieure de l’artère, elles permettent de visualiser les structures artérielles (lumière et les parois internes de l’artère) et fournissent des informations pertinentes sur la santé de l’artère. La segmentation tridimensionnelle d’images IVUS vise à détecter les différentes structures de l’artère en 3D, notamment la lumière, en vue de quantifier d’une manière automatique et avec plus de précision (par rapport à 2D) la sé-vérité de certaines pathologies artérielles (plaque et sténose). La segmentation 3D des images IVUS demeure un grand défi tant que les textures granulaires («speckle») qui représentent les différents tissus des parois de l’artère sont difficilement discernables, notamment en présence d’artéfacts. Dans le cadre de cette thèse de doctorat, nous avons développé un algorithme de segmentation tridimensionnelle (3D) d’images IVUS dans le but de détecter les frontières 3D de la lumière des artères et de reconstruire le volume luminal. L’algorithme de segmentation développé repose sur un modèle de contour actif hélicoïdal initialisé automatiquement sur la séquence d’images IVUS. Ce contour évolue itérativement, en tenant en compte des textures granulaires, jusqu’à atteindre les frontières de la lumière de l’artère. La courbe hélicoïdale finale est utilisée pour la reconstruction 3D du volume luminal de l’artère. Cet algorithme a été validé sur 19 séquences IVUS composées au total de 8 918 images acquises in vivo sur neuf artères fémorales et sur dix artères coronaires à l’aide d’une sonde de 20 MHz et présentant de nombreuses difficultés, telles que des sténoses sévères, des bifurcations, des vaisseaux latéraux, des ombres, ainsi que d’autres artefacts. Les résultats ont révélé une bonne concordance avec les tracés réalisés manuellement par des experts (indice de Jaccard = 89%, indice de Dice = 94% et une précision = 98,5%). Notre modèle hélicoïdal s’est également avéré supérieure, en termes de rapidité et de précision, par rapport à d’autres méthodes récentes de segmentation (2D et 3D).
Surveillance et traçabilité d’animaux à l'aide d'un réseau RFID passif à faible coût
(FGEI UMMTO, 2021-03-30) Aoughlis Samir
La demande en produits d’origine animale et la baisse du nombre d’éleveurs d’animaux dans le monde augmente de façon continue. Cette diminution se fait en parallèle avec une augmentation continue de la taille des élevages sans augmentation de la main d’œuvre associée, ce qui fait que le bénéfice dégagé par l’animal est si faible que les éleveurs sont contraints d’augmenter le nombre d’animaux présents pour pouvoir bénéficier d’un revenu décent. En conséquent, le temps disponible par animal est plus limité, rendant difficile une surveillance de la santé et une gestion individuelles correctes des animaux. Le nombre croissant de technologies qui peuvent être mises en œuvre en élevage offre la possibilité de mesurer avec une précision remarquable des facettes de plus en plus nombreuses du fonctionnement comportement des animaux. Les systèmes de localisation sont devenus récemment importants pour la surveillance de la santé des vaches. Cependant, les principales limites de ces systèmes résident dans le manque d'informations sur les activités des vaches telles que l'alimentation et la boisson dans la zone surveillée. Pour dépasser ces limites, nous avons développé un capteur auriculaire non invasif basé sur une combinaison d'un système d'identification par radiofréquence à faible coût avec une unité de mesure inertielle. Avec cette procédure, les vaches sont localisées et leurs comportements alimentaires sont classés. La localisation est réalisée au moyen d'un accéléromètre et d'un gyroscope permettant l'estimation de trajectoire grâce à l'estime et à la méthode de fusion de capteurs. Cependant, des problèmes liés à l'instabilité émergent et sont résolus avec l'algorithme du filtre à particules. Afin de surveiller la position debout et les comportements alimentaires, la technique de l'arbre de décision est adoptée pour les filtrer. Les résultats obtenus ont prouvé que l'algorithme a atteint des taux de classification et de localisation élevés.
Commande d’une architecture de téléopération par la carte FPGA
(UNIVERSITE MOULOUD MAMMERI TIZI-OUZOU, 2020) Khati, Hocine
Dans ce travail de thèse, nous avons élaboré un nouveau schéma de commande bilatérale basé sur FPGA pour un système de téléopération à un degré de liberté. Un contrôleur neuro-flou adaptatif est développé pour les systèmes maître et esclave afin de contrôler la position et le couple en fonction de chaque stratégie de commande adoptée (position-position ou quatre canaux). L'apprentissage du réseau neuro-flou est effectué en ligne, en ajustant les paramètres de la conséquence des règles floues à l'aide d'un algorithme d'apprentissage basé sur les méthodes de la descente du gradient et du filtre de Kalman étendu, et cela en tirant profit du parallélisme de calcul du FPGA et sa fréquence d'échantillonnage élevée. Les contrôleurs proposés sont développés sur l'environnement Simulink de MATLAB et implémentés en utilisant les outils " Fixed-Point Tool " et " HDL Coder ". Une telle méthodologie de conception nous a permis d'obtenir un algorithme précis avec un code VHDL optimal en terme de ressources matérielles consommées, tout en réduisant le temps de conception de l'algorithme. Les résultats expérimentaux obtenus ont démontré l'efficacité des contrôleurs proposés comparant aux contrôleurs classiques PID.
Contribution à la reconnaissance automatique de caractères numériques
(Université Mouloud Mammeri, 2019-07-08) Ait Aider, Malika
Cette thèse est consacrée à la reconnaissance des chiffres manuscrits isolés en s'appuyant principalement sur la Transformée en Ondelettes Discrète (TOD), le classifieur Machine à Vecteurs de Support (SVM) et les Réseaux de Neurones Convolutifs (CNN). Quatre contributions sont apportées: La première porte sur le choix du type de l'Ondelette et des sous-bandes images générées par la TOD qui conviennent le mieux à la discrimination des chiffres manuscrits. La seconde s'est basée sur l'étude comparative de plusieurs techniques de caractérisation des chiffres manuscrits. Cette étude nous a permis alors de mettre en place une méthode d'extraction de caractéristiques associant la TOD à une technique basée sur les Histogrammes de Gradients Orientés (HOG). Toutefois, les caractéristiques dégagées restent impertinentes, nombreuses voire redondantes. Afin de surmonter cette difficulté; nous avons développé une technique de réduction et de sélection de caractéristiques qui combine l'Analyse en Composantes Principales (ACP) et la méthode de Sélection Séquentielle Ascendante (SFS). La quatrième et majeure contribution consiste en la suggestion d'un Réseau de Neurones Convolutif (CNN) permettant d'extraire des caractéristiques multiéchelles par apprentissage. Ce dernier combine le CNN standard; le classifieur SVM et la Transformée en Ondelettes.
Contribution au diagnostic et à la commande tolérante aux fautes par l’approche ensembliste
(2019-09-23) Oubabas, Hocine
Cette thèse traite le problème de mise en œuvre de techniques performantes et robustes de diagnostic et de commande tolérante aux fautes par l'approche ensembliste, en vue d'augmenter la fiabilité et la sûreté de fonctionnement des systèmes à paramètres incertains. Les travaux s'appuient sur l'arithmétique des intervalles. Nous proposons des méthodes originales et constructives de conception d'observateurs robustes à convergence globale pour une classe de systèmes linéaires et non linéaires. Elles sont basées sur l'observateur à mode glissant d'ordre 1 et la théorie des intervalles. A partir de ces résultats, des méthodes pour la génération de résidus sont proposées pour résoudre le problème de la détection de défaut et de commande tolérante aux défauts. Les comportements des résidus en présence ou en l'absence de défauts sont analytiquement étudiés.
Contribution à la commande multi-boucle fractionnaire des systèmes multivariables
(Université Mouloud Mammeri, 2019-03-11) Chekari, Tassadit
Cette thèse traite de la commande multi-boucle fractionnaire des systèmes multivariables. Ces systèmes sont caractérisés par le phénomène des interactions entre les variables d'entrée et de sortie. On s'intéresse particulièrement à développer un schéma de commande multi-boucle simple à comprendre et à implémenter tout en améliorant les performances du système en boucle fermée. Le paradigme de la commande à deux degrés de liberté est utilisé pour séparer le problème du suivi de trajectoire de celui des interactions. Ces dernières sont considérées comme étant des perturbations sur les boucles de commande obtenues lors de l'étape de l'analyse des interactions. On dimensionne alors un contrôleur d'ordre fractionnaire pour le suivi de trajectoire, le contrôleur pour la réduction de l'effet des interactions est ensuite synthétisé en définissant une fonction de sensibilité complémentaire appropriée. On a montré dans cette thèse qu'il y'a aucune difficulté d'adapter ce schéma de commande à des systèmes multivariables fractionnaires. La commande des systèmes entiers d'ordre élevé pourrait être simplifiée en utilisant ce schéma de commande. Ce dernier est implémenté sur un procédé réel qui est un système à deux entrées et deux sorties.
Synthèse de régulateurs optimaux pour les systèmes à paramètres distribués
(Université Mouloud Mammeri, 2018) Triki, Ahcene
L'objectif de cette thèse consiste à proposer des techniques de synthèse des correcteurs optimaux pour les systèmes à paramètres distribués en utilisant les deux approches de préapproximation et de post-approximation. Ainsi deux techniques de commande de système à paramètres distribués ont était proposées. La première est une technique d'optimisation d'un correcteur PID, basée sur l'approche de pré-approximation, appliqué pour asservir la température d'une barre métallique dont le modèle à paramètres distribués est approché par un modèle à paramètres localisés obtenu par identification. Après synthèse du correcteur optimale, les performances de la boucle de commande sont évaluées et validées par simulation numérique. Ensuite, l'implémentation et validation pratique du correcteur synthétisé sont réalisées avec succès. La seconde technique proposée est basée sur l'approche de post -approximation et concerne l'optimisation d'un système de commande pour un système à paramètres distribués dont les paramètres sont incertains. En utilisant le concept de l'indice caractéristique, une loi de commande géométrique est développée pour assurer la poursuite de consigne et la stabilité exponentielle en boucle fermée. Par la suite, pour assurer la robustesse du système de commande vis à vis des incertitudes, une méthode de synthèse de correcteurs optimaux, basée sur l'approche des scénarios, est utilisée pour optimiser les paramètres d'un correcteur PID définissant la variable externe du retour d'état distribué. Les performances de la boucle de commande obtenue ont été évaluées par simulation dans le cas d'un problème de chauffage de tige métallique dont les dimensions sont incertaines mais bornées.
Extension de l’approche semi-groupe à l’analyse et à la commande des systèmes à paramètres distribués bilinéaires.
(Université Mouloud Mammeri, 2018) Habrache, Nouara
Les systèmes à paramètres distribués (SPDs) bilinéaires constituent une des classes les plus importantes des SPDs non linéaires. En effet, le comportement dynamique de plusieurs phénomènes physiques peut être modélisé par un modèle bilinéaire. Cette classe de systèmes est caractérisée par le produit de l'état et la variable de commande, linéaire par rapport à l'état et linéaire par rapport à la commande mais pas aux deux simultanément. Pour la commande des SPDs, on distingue deux approches principales: l'approche de pré-approximation et l'approche de post approximation. Le principe de la première approche consiste à approximer le SPD par un système à paramètres localisés. Cette approche présente certains inconvénients qui limitent son utilisation (détérioration probable des propriétés fondamentales du système original, la difficulté d'implémentation du correcteur de dimension élevée, etc.). Le principe de la deuxième approche consiste à utiliser le modèle aux équations aux dérivées partielles directement pour l'analyse et la synthèse du correcteur. Cette approche permet d'améliorer davantage les performances puisque les propriétés fondamentales du SPD sont préservées. Le développement de la théorie des semi-groupes des opérateurs fortement continus a permis de généraliser la théorie, très développée, des systèmes linéaires de dimension finie aux SPDs linéaires. Pour les SPDs non linéaires, il est très difficile d'établir une théorie générale et l'étude se fait généralement par cas. Dans cette thèse, on s'intéresse à la commande géométrique des SPDs bilinéaires en suivant l'approche de post approximation. L'objectif est d'étendre la théorie des semi-groupes pour l'analyse de la stabilité du système corrigé. L'idée principale consiste à exploiter les propriétés spectrales de l'opérateur spatial pour l'analyse de la stabilité du système en boucle fermée.
Traitement et classification des données par filtrage.
(Université Mouloud Mammeri, 2018-12-18) Hammou, Farid
Le travail abordé dans cette thèse de doctorat concerne le traitement et la classification des données par filtrage. Il comporte principalement deux volets. Le premier volet porte sur la synthèse de filtres numériques à réponse impulsionnelle infinie (RII) à base d'une nouvelle version de l'algorithme à essaim de particules (PSO). L'algorithme proposé, nommée CHPSO, introduit le concept de Coopération et de Hiérarchisation entre les particules de l'essaim. En outre, pour résoudre le problème de stabilité bien connu des filtres RII, un opérateur de stabilisation qui force les solutions à être stables, est intégré dans le PSO sous forme d'un opérateur de mutation. L'algorithme CHPSO est utilisé pour concevoir un filtre RII passe bande très sélectif capable d'éliminer certains bruits qui parasitent les signaux Électrogastrogramme (EGG). A cet effet, un système réel d'acquisition des signaux gastriques d'une manière non-invasive a été développé. L'algorithme CHPSO proposé est également appliqué à la conception de filtres RII bidimensionnels dans le but de filtrer des images en niveaux de gris. L'algorithme CHPSO s'est montré plus efficace en termes de précision et rapidité de convergence par rapport à d'autres variantes du PSO et à plusieurs algorithmes évolutionnaires. Le deuxième volet concerne l'adaptation de méthode de filtrage par diffusion anisotropique, initialement proposée dans le traitement d'images, à la classification non supervisée des données. Cette approche statistique de la classification est basée sur la détection des modes de la fonction de densité de probabilité (fdp) sous-jacente à la distribution de l'ensemble des observations à classer. Les modes de la fdp sont assimilés aux noyaux des classes fortement peuplées et sont séparés par les vallées où les régions contenant peu d'observations. Le principe de diffusion anisotropique est exploité pour renforcer l'effet du lissage de la fdp dans les régions modales où la fdp est concave et dans les vallées où elle est convexe et faciliter ainsi l'extraction des modes de la fdp. Les résultats de simulation montrent la supériorité de la méthode proposée sur d'autres méthodes de classification bien connues dans le domaine.
Identification des systèmes fractionnaires non linéaires
(Université Mouloud Mammeri, 2018-12-11) Sersour, Lamia
La majorité des systèmes dynamiques réels sont non linéaires, et un certain nombre d'entre eux révèlent un comportement fractionnaire caractérisé par la propriété d'hérédité ; par conséquent, un intérêt considérable a été relevé pour leur identification qui reste un domaine d'étude en pleine expansion. Notre travail s'inscrit dans la continuité de ces recherches; l'objectif de cette thèse étant de développer de nouvelles méthodes d'identification des systèmes non linéaires fractionnaires en considérant la structure block orientée de Wiener. La modélisation des systèmes fractionnaires de Wiener a été réalisée en se basant sur deux modèles : la représentation d'état non linéaire polynomial (Polynomial NonLinear State Space model, PNLSS), et le modèle sous forme de régression fractionnaire. Une méthode à erreur de sortie basée sur l'algorithme de Levenberg-Marquardt (LM) a été développée pour l'identification du système de Wiener PNLSS fractionnaire. Une autre méthode heuristique, en l'occurrence la méthode à essaim de particules a été adaptée pour l'estimation des paramètres du modèle de Wiener fractionnaire avec la version SAVPSO pour le modèle PNLSS et en se basant sur le principe key term pour la deuxième représentation. Les résultats de simulation obtenus permettent de valider l'efficacité des deux méthodes.
Maintenance en ligne d'un atelier de galvanoplastie sans arrêt de production
(Université Mouloud Mammeri, 2018) Becha, Tassadit
Cette thèse traite de la modélisation, de l'analyse des performances et de la commande des systèmes à événements discrets modélisés par des graphes d'événements P-temporisés ou P-temporels. La première contribution concerne la description du comportement des graphes d'événements P-temporisés ou P-temporels par des systèmes d'équations linéaires implicites. Aussi, nous montrons que sous certaines conditions le modèle implicite proposé devient explicite. Ensuite, différents problèmes de commande sont traités. Premièrement, en considérant un fonctionnement 1-périodique, un problème de programmation linéaire est formulé pour déterminer les temps de séjour des jetons, les temps de cycles minimum et maximum du système modélisé. Par la suite, une loi de commande par retour d'état est synthétisée. Qui garantit le respect des contraintes sur la commande et sur l'état. La méthodologie proposée est basée sur les propriétés d'invariance positive et de contractivité des ensembles polyédrales. La dernière partie de ce manuscrit traite de la commande d'une ligne de galvanoplastie sans arrêt de production. Le système considéré est en fonctionnement répétitif, et il est modélisé par un graphe d'événements P-temporels. L'objectif principal est d'effectuer une tache de maintenance sur une ressource parallèle. Deux modes de fonctionnement apparaissent: le mode normal et le mode maintenance. Chaque mode est décrit par un modèle linéaire implicite et un modèle global correspondant à un système linéaire à commutation est obtenu. En utilisant la technique de la commande prédictive à base de modèle, nous calculons des gains de retour d'état stabilisant sur un horizon de prédiction infini qui permet le respect des contraintes temporelles tandis que la maintenance est effectuée.
Contribution à la transmission numérique sécurisée de données à base de générateurs de séquences chaotiques d'ordre non entier
(Université Mouloud Mammeri, 2018) Kassim, Sarah
Dans ce travail de thèse, nous avons élaboré une nouvelle approche de transmission sécurisée basée sur des générateurs de séquences chaotiques d’ordre fractionnaire. Les principaux résultats obtenus sont, en premier lieu, le développement d’une nouvelle méthode de synchronisation des systèmes chaotiques discrets d’ordre fractionnaire basée sur l’observateur exact retardé étape par étape. La synthèse de l’observateur dépend de deux conditions : la condition d’observabilité pour récupérer les états du système ; la condition de recouvrement de l’observabilité ("observability matching condition") pour récupérer les états du système et l’information noyée dans le système (inversibilité à gauche du système). Ces deux conditions sont étudiées pour cette catégorie de systèmes. Par la suite, un nouveau schéma de transmission sécurisée efficace et robuste ainsi que quelques variantes ont été élaborés en utilisant la synchronisation par observateurs développée. Des résultats de simulation sont également présentés pour mettre en évidence les performances de notre méthode. Ces résultats montrent que les systèmes proposés peuvent résister à différents types d’attaques et qu’ils présentent de bonnes performances.
Contribution à la synthèse de contrôleurs fractionnaires d'ordre réduit pour la commande des systèmes de grande dimension
(Université Mouloud Mammeri, 2018) Amoura, karima
Le travail effectué dans cette thèse porte sur la synthèse d'un nouveau type de contrôleurs fractionnaires, appelé en anglais "PID-Fractional-Order-Filter" pour la commande des systèmes entiers de grande dimension. Pour ce faire nous avons utilisé deux méthodes: la première méthode est analytique basée sur la commande à modèle interne, l'idée est d'imposer à la boucle fermée le comportement fractionnaire de la fonction idéale de Bode en boucle fermée. Pour les modèles de grande dimension, nous avons proposé deux solutions: soit en réduisant d'abord l'ordre du modèle original en utilisant une méthode de réduction, où bien en calculant d'abord le contrôleur fractionnaire à partir du modèle de grande dimension ensuite simplifier sa structure en utilisant la série de Maclaurin. La deuxième méthode proposée est empirique basée sur la réponse indicielle du système en boucle fermée, dans ce cas, la forme du contrôleur FOF-PID est fixée à priori, ensuite ses paramètres sont réglés en utilisant la méthode SOM (Setpoint Overshoot Method) qui a été adapté pour le réglage de ce type de contrôleurs fractionnaires. Cette dernière méthode de synthèse permet à la commande d'ordre non entier d'être plus accessibles aux utilisateurs industriels. Les contrôleurs ainsi obtenus en utilisant les deux méthodes ont été implémenté sur un système réel constitué d'un pendule inversé monté sur un chariot mobile.
Modelisation de contours : application à la segmentation d'images medicales de la prostate
(Université Mouloud Mammeri, 2018-03-13) Chilali, Ouardia
Parmi les techniques de traitement numérique d’images, la segmentation tient une place importante particulièrement dans le domaine de l’imagerie médicale. En effet, la détection et l’extraction de la forme d’un organe dans une image médicale est d’une grande utilité pour permettre au clinicien d’effectuer des diagnostics, préparer une intervention chirurgicale, étudier l’évolution d’une pathologie etc. C’est ainsi que l’on voit toujours paraître différents nouveaux algorithmes de segmentation présentant des performances de plus en plus élevées en termes de qualité et de précision des résultats et dans la reproductibilité de ces résultats, bien que cette reproductibilité reste difficile à atteindre de façon robuste et générique. Le thème développé dans cette thèse s’inscrit dans ce contexte et est relié aux méthodes de segmentation d’images à partir de modèles. L’approche proposée repose d’abord sur une opération de recalage d’images suivie d’une segmentation évidentielle incorporant une connaissance a priori à partir d’un modèle atlas. L’approche est ensuite appliquée à un problème clinique reconnu difficile à savoir la segmentation zonale de la prostate pour en extraire les différentes parties qui la composent alors que, pendant de nombreuses années, cette segmentation est effectuée pour extraire uniquement la glande toute entière à partir d’images de type IRM. Les performances de l’approche ont été évaluées en utilisant une base d'images représentative et multicentrique. De chaque image de la prostate de cette base, la zone de transition, la zone périphérique ainsi que la prostate toute entière ont été extraites. Les résultats obtenus pour chacune de ces zones ont été évalués et jugés très intéressants et très prometteurs.
Synchronisation des systèmes chaotiques discrets d’ordre fractionnaire pour la sûreté de communication à base d’observateurs impulsifs
(Université Mouloud Mammeri, 2018-06-23) Megherbi, Ouerdia
Dans ce travail de thèse, notre contribution vise à traiter le problème de la synchronisation des systèmes chaotiques discrets d'ordre fractionnaire. Cette synchronisation entre l'émetteur dit " maître " et le récepteur dit " esclave " a pour objectif d'assurer une transmission sécurisée de données. La méthode de synchronisation développée dans notre cas est basée sur l'utilisation d'observateurs impulsifs. Le principe de cette approche est de concevoir un observateur discret d'ordre fractionnaire afin de reconstruire les états d'un système chaotique d'ordre fractionnaire, à des instants discrets. Il s'agit en d'autres termes d'établir la synchronisation en utilisant de courts échantillons des états du système maître. Des conditions suffisantes ont été définies pour atteindre la stabilité des erreurs de synchronisation et garantir ainsi la synchronisation entre le système maître et l'observateur impulsif d'ordre fractionnaire. Subséquemment, le schéma de synchronisation a été inclus dans un système de communication à un seul canal pour chiffrer puis transmettre une image couleur. Au niveau de l'émetteur, l'algorithme de cryptage utilise les états chaotiques du système chaotique d'ordre fractionnaire maître pour chiffrer l'image originale à travers plusieurs opérations réversibles. Du côté récepteur, l'algorithme de décryptage consiste en l'utilisation des états chaotiques estimés par l'observateur impulsif pour effectuer l'inverse des étapes du cryptage. Afin d'illustrer l'efficacité du schéma de transmission proposé, des analyses et des tests ont été réalisés pour étudier sa robustesse et sa sécurité face aux éventuelles intrusions. Les résultats obtenus montrent que le système cryptographique proposé est robuste et peut résister à plusieurs types d'attaques.

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