Soutenance de thèse - Abbas RAMADAN

Soutenance de thèse - Abbas RAMADANAbbas RAMADAN, en vue de l’obtention du grade de Docteur en Sciences et Technologies de l’Information et de la Communication, spécialité « Informatique et Architectures Numériques », présentera ses travaux intitulés : « Amélioration de la qualité de service d’un habitat connecté par l’approche de jumeau numérique » le 10 juin à Lorient.

Date 10/06

Résumé

Amélioration de la qualité de service d’un habitat connecté par l’approche de jumeau numérique.

Un jumeau numérique est une représentation virtuelle dynamique d'un objet physique permettant de simuler, d'analyser, de surveiller en temps réel son fonctionnement. Cette technologie se déploie dans divers secteurs, l'objectif de cette thèse est d’étudier et de développer une approche scientifique centrée sur l’utilisation du jumeau numérique dans des systèmes sociotechniques, notamment pour les systèmes d'assistance aux personnes en situation de handicap et aux personnes âgées, afin de favoriser leur maintien à domicile en leur offrant des services adaptés.

Le jumeau numérique se compose d'une architecture matérielle et logicielle adaptée aux besoins et aux usages spécifiques. Il comprend un modèle statique de l’habitat, enrichi par des données de capteurs reflétant les Activités de la Vie Quotidienne (AVQ) de la personne, des modèles d’analyse de sa routine, ainsi que des modèles d'apprentissage pour faire évoluer le jumeau en fonction des conditions observées. Cela permet aux techniciens de simuler des scénarios pour optimiser l’habitat, aux aidants de suivre en temps réel les activités du résident pour ajuster le soutien, et au résident de recevoir des scénarios personnalisés pour améliorer son confort et son autonomie. Dans cette thèse, nous proposons une méthodologie centrée sur l'utilisateur de conception et de déploiement du jumeau numérique visant à améliorer la qualité d’assistance à domicile. L'architecture matérielle et logicielle intègre des technologies avancées, notamment le BIM, des capteurs environnementaux, des algorithmes de calcul, et des interfaces utilisateur. En outre, nous proposons une adaptation des algorithmes de reconnaissance des AVQ, assurant leur intégration efficace dans cet environnement numérique de manière adaptative et évolutive.

Cette approche a été implémentée pour passer de la théorie à l’application concrète, avec la simulation et la supervision comme applications principales, afin de répondre aux besoins des utilisateurs et optimiser les processus de maintien à domicile.

Mots clés : Jumeau numérique, Assistance à l'autonomie, Environnement intelligente, Reconnaissance de l'activité humaine en temps réel, Simulation, Supervision

Abstract

Enhancing the performance of a smart home through a digital twin approach.

A digital twin is a dynamic virtual representation of a physical object, used to simulate, analyze and control its functions in real time. This technology is expanding across various sectors. The objective of this thesis is to study and develop a scientific approach centered on the use of digital twins in sociotechnical systems, specifically for assistive systems for people with disabilities and the elderly, aiming to support their aging in place by offering tailored services.

The digital twin consists of a hardware and software architecture adapted to the specific needs and uses. It includes a static model of the habitat, enriched with sensor data reflecting the Activities of Daily Living (ADL) of the person, models analyzing their routine, and learning models to evolve the twin based on observed conditions. This allows technicians to simulate scenarios to optimize the habitat, caregivers to monitor the resident’s activities in real time to adjust support, and the resident to receive personalized scenarios to enhance comfort and autonomy.

In this thesis, we propose a user-centered methodology for designing and deploying a Digital Twin aimed to enhance home care delivery. The hardware and software architecture incorporates advanced technologies such as BIM, environmental sensors, computational algorithms, and user interfaces. Additionally, we propose the adaptation of ADL recognition algorithms, ensuring their effective integration into this digital environment in an adaptive and scalable way.

This approach has been implemented to transition from theory to practical application, with simulation and supervision as the main applications, aimed at meeting user needs and optimizing home care processes.

Keywords: Digital twin, Ambient Assisted Living, smart environment, Real-time Human activity recognition, simulation, supervision

Membres du jury

• Pr Vincent AUGUSTO, rapporteur, Professeur à l’École des Mines de Saint-Étienne
• Pr Vincent CHEUTET, rapporteur, Professeur des Universités, INSA Lyon
• Pr Nathalie JULIEN, directrice de thèse, Professeure des Universités, Université Bretagne Sud, Lab-STICC CNRS UMR 6285
• Dr Florent DE LAMOTTE, encadrant de thèse, Maître de Conférences, Université Bretagne Sud, Lab-STICC CNRS UMR6285
• Dr Farida SAÏD, co-encadrante de thèse, Maître de Conférences, Université Bretagne Sud, LMBA CNRS UMR 6205
• Pr William DERIGENT, membre du jury, Professeur des Universités, Université de Lorraine
• Dr Christophe LOHR, membre du jury, Maître de Conférences HDR, IMT Atlantique Bretagne

Les travaux sont dirigés par Nathalie Julien, Florent De Lamotte et Farida Saïd

École doctorale MathSTIC Bretagne Océane

Informations pratiques

Mardi 10 juin à 14h30

Amphithéâtre

École d'Ingénieurs ENSIBS

Lorient

Crédit photographique : ©Université Bretagne Sud. Service Communication