Soutenance de thèse de Meriem SMATI

Mme Meriem SMATI soutient sa thèse le 10 septembre 2026 à 14h, intitulée: "Définition et développement d’un cadre de jumeau numérique pour les systèmes de systèmes dynamiques". La soutenance a lieu sur le campus de la Doua.

Résumé: Les jumeaux numériques constituent une approche prometteuse pour la surveillance, l’analyse et le pilotage de systèmes complexes. Cependant, les approches existantes se concentrent principalement sur des systèmes individuels et offrent un soutien limité à la coordination et au pilotage d’un système de systèmes (SdS) dans son ensemble. Répondre à cette limite nécessite de garantir la cohérence, l’adaptabilité, l’interopérabilité et le passage à l’échelle des différents jumeaux numériques constitutifs, tout en tenant compte de leurs interdépendances et de leur évolution.

Ces travaux définissent et développent un cadre de jumeau numérique visant à renforcer la résilience des systèmes de systèmes. Ils étudient la manière dont un jumeau numérique de système de systèmes peut être conçu et développé afin d’assurer une supervision, une coordination et une prise de décision à l’échelle globale. Deux revues systématiques de la littérature sont menées pour identifier les limites des approches existantes et clarifier le rôle des jumeaux numériques dans l’amélioration de la résilience des systèmes de systèmes. À partir de ces résultats, une architecture en couches est proposée, puis enrichie par une couche d’orchestration chargée de coordonner les jumeaux numériques constitutifs, de maintenir leur alignement sémantique, de faciliter leur interopérabilité et d’assurer la cohérence entre les décisions locales et les objectifs globaux du système de systèmes.

Une approche d’ingénierie assistée par génération, appelée DTGen, est également introduite afin de faciliter la création d’artefacts d’ingénierie de jumeaux numériques à partir de spécifications explicites. Elle permet la validation et la normalisation des spécifications, la génération d’artefacts exécutables ainsi que leur organisation dans le contexte d’un système de systèmes. Les contributions proposées sont évaluées à travers plusieurs cas d’utilisation, notamment la détection d’anomalies à l’aide d’un jumeau numérique cognitif supérieur, la coordination d’un essaim au moyen de TwinHive et la collecte résiliente de déchets intelligents avec WasteTwin.

Les résultats montrent qu’un jumeau numérique de système de systèmes ne peut pas être réduit à une simple agrégation de jumeaux numériques individuels. Il nécessite des capacités supplémentaires de raisonnement, de coordination et de pilotage afin de gérer les interdépendances, les perturbations, l’évolution du système et les objectifs globaux. Ces travaux contribuent ainsi au développement de jumeaux numériques de systèmes de systèmes plus cohérents, interopérables, évolutifs, adaptables et résilients.

Mots-clés : Jumeau numérique, système de systèmes, ingénierie dirigée par les modèles, système de jumeaux numériques, orchestration, interopérabilité, résilience.

Composition du jury :

• Sophie Ebersold, Professeure des Universités, Université Toulouse - Jean Jaurès, Rapportrice
• Yasmina Maïzi, Professeure Titulaire, Université du Québec à Montréal (UQAM), Rapportrice
• Benoît Combemale, Professeur des Universités, Université de Rennes, Examinateur
• Robert Pellerin, Professeur Titulaire, Polytechnique Montréal, Examinateur
• Bentley Oakes, Professeur Agrégé, Polytechnique Montréal, Examinateur
• Vincent Cheutet, Professeur des Universités, INSA Lyon, Directeur
• Christophe Danjou, Professeur Agrégé, Polytechnique Montréal, Directeur
• Jannik Laval, Maître de conférences HDR, Université Lumière Lyon 2, Co-Directeur