Antoine FALAIZE, soutiendra sa thèse de doctorat de l’UPMC, intitulée :
« Modélisation, simulation, génération de code et correction de systèmes multi-physiques audios : approche par réseau de composants et formulation hamiltonienne à ports »
Cette thèse a été réalisée au sein de l’équipe-projet Systèmes et Signaux Sonores et de l’équipe Analyse et synthèse du son à l’Ircam -(STMS – CNRS/IRCAM/UPMC), sous la direction de M. Thomas Hélie (chargé de recherche, UMR STMS (9912), IRCAM).
Elle s’intègre dans le projet de l’Agence nationale de la recherche ANR-HAMECMOPSYS.
La soutenance de thèse se fera devant un jury composé de :
- M. Stefan Bilbao - Rapporteur, Professeur, Acoustics and Audio Group, Edinburgh University
- M. Pierre Rouchon - Rapporteur, Professeur, Centre Automatique et Systèmes, Mines-ParisTech
- M. Benoît Fabre - Examinateur, Professeur, Équipe Lutherie Acoustique Musique, IJLRA, Université Paris 6
- M. Yann Le Gorrec - Examinateur, Professeur, École Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques, FEMTO-ST/AS2M
- M. Aziz Hamdouni - Examinateur, Professeur, Laboratoire des Sciences de l’Ingénieur pour l’Environnement, Université de La Rochelle
- M. Hervé Lissek - Examinateur, Professeur, LTS2, École Polytechnique Fédérale de Lausanne
Résumé
Les systèmes audios incluent les instruments de musique traditionnels (percussions, cordes, vents, voix) et les systèmes électro-acoustiques (amplificateurs de guitares, pédales d’effets, synthétiseurs analogiques). Ces systèmes multi-physiques possèdent une propriété commune : hors des sources d’excitation (les générateurs), ils sont tous passifs. Nous présentons dans cette thèse un ensemble de méthodes automatiques dédiées à leur modélisation, leur simulation et leur contrôle, qui garantissent explicitement et exploitent la passivité du système original.
Nous utilisons dans ce travail le formalisme des systèmes hamiltoniens à ports (SHP), introduits en automatique et théorie des systèmes au début des années 1990. Pour la modélisation, on exploite le fait que la connexion de systèmes décrits dans ce formalisme préserve explicitement la dynamique de la puissance dissipée de l’ensemble, pour développer une méthode automatique de modélisation d’instruments complets à partir de modèles élémentaires rassemblés dans un dictionnaire. Pour la simulation, une méthode numérique qui préserve la structure passive des SHP à temps discret a été développée, garantissant ainsi la stabilité des simulations (pour lesquelles le code C++ est généré automatiquement).
Concernant le contrôle, on exploite la structure d’interconnexion afin de déterminer automatiquement une forme découplée (sous-systèmes hiérarchisés) pour une certaine classe de SHP. Les systèmes de cette classe sont dits systèmes hamiltoniens à ports plats, au sens de la propriété de platitude différentielle, à partir de laquelle une loi de commande en boucle ouverte exacte sur le modèle est générée.