November 23, 2026 at 9 AM (Polytech'Lille)
Depuis l'aube de l'humanité, la capacité à se positionner et naviguer constitue un avantage évolutif décisif. Des navigateurs polynésiens utilisant les constellations pour traverser le Pacifique aux marins européens s'orientant grâce au sextant, la navigation s'est toujours reposée sur l'observation de signaux célestes. Les systèmes GNSS représentent l'aboutissement de cette quête millénaire : généraliser le principe de localisation par étoiles en utilisant des satellites artificiels, fournissant pour la première fois un référentiel spatio-temporel global, précis et accessible. Pourtant, cette révolution demeure inachevée. Malgré des décennies d'améliorations, les GNSS peinent à franchir le seuil d'acceptabilité des applications terrestres critiques pour la sûreté. Cette limitation révèle des incompréhensions conceptuelles, petit à petit érigées en incompatibilités, entre paradigmes de développement de fonctions de localisation basées entre autres sur du satellitaire et exigences de sûreté des applications terrestres critiques. Nos travaux se concentrent sur les secteurs ferroviaire et routier/automobile, où les enjeux de sûreté sont critiques. Les limitations révèlent trois inadéquations structurantes. La première est un paradoxe géographique : les environnements où les GNSS sont les plus perturbés correspondent aux lieux où les exigences sont maximales. La deuxième concerne l'imprévisibilité comportementale : les GNSS constituent des capteurs à performances variables dont la fiabilité est fonction de facteurs externes non maîtrisés. L'utilisateur fait face à un capteur différent à chaque instant, avec une variance d'erreur pouvant varier d'un facteur parfois supérieur à 10. Cette instabilité complique l'établissement de spécifications déterministes, fondement des méthodes d'évaluation de la sûreté. La troisième inadéquation concerne les discontinuités de performance : les transitions environnementales génèrent des basculements brutaux contredisant les principes de dégradation gracieuse requis. Nous introduisons l'acceptabilité comme cadre structurant : la capacité d'une fonction de localisation à satisfaire aux processus de certification tout en restant économiquement viable. Cette acceptabilité s'évalue selon quatre dimensions : technique, normative, opérationnelle et économique. Elle dépend du Domaine de Conception Opérationnelle (ODD en anglais) : les exigences varient de plusieurs ordres de grandeur selon contextes, excluant toute solution universelle. Face à ces verrous, nous développons une approche systémique tripartite unifiée par la théorie de l'information. Notre assertivité ne porte pas sur la supériorité ponctuelle de tel filtre ou telle architecture, mais sur l'approche systémique traitant simultanément trois leviers complémentaires : des architectures de fusion multi-capteurs parallèles (2 out of 3 avec vote) évitant les modes communs de défaillance ; un modèle de pondération multi-paramétrique (C/N0, élévation, DOP, etc.) contraint par design via des fonctions sigmoïdes garantissant régularité et prévisibilité ; l'intégration d'une couche de diagnostic basée sur les divergences informationnelles (information mutuelle, Kullback-Leibler, α-Rényi) pour un diagnostic adaptatif. Notre philosophie privilégie prévisibilité et explicabilité sur sophistication algorithmique, reconnaissant que l'acceptabilité dépend de l'intégration dans les processus de certification. L'enjeu est de concevoir des architectures à tolérance aux fautes optimalement dimensionnées, validables et viables, non de construire par redondance massive. L'acceptabilité complète dépasse le cadre de cette thèse. Nos travaux ne prétendent ni avoir certifié un système, ni avoir démontré l'acceptabilité complète d'une architecture. Nous présentons des contributions méthodologiques visant à lever certains verrous scientifiques identifiés, fournissant des briques réutilisables et validables dans une démarche progressive. L'acceptabilité demeure l'horizon qui guide nos choix méthodologiques, non une prétention de résultat atteint.
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