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[modules/adao.git] / src / daComposant / daCore / NumericObjects.py
index 58d723e6f6ae230a3ae4891a12efe63c702e7ee4..aa6c683592e0c1a146b1ed356675970ae5d8defd 100644 (file)
@@ -1,6 +1,6 @@
 # -*- coding: utf-8 -*-
 #
-# Copyright (C) 2008-2021 EDF R&D
+# Copyright (C) 2008-2022 EDF R&D
 #
 # This library is free software; you can redistribute it and/or
 # modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
@@ -27,7 +27,7 @@ __author__ = "Jean-Philippe ARGAUD"
 
 import os, time, copy, types, sys, logging
 import math, numpy, scipy, scipy.optimize, scipy.version
-from daCore.BasicObjects import Operator
+from daCore.BasicObjects import Operator, Covariance, PartialAlgorithm
 from daCore.PlatformInfo import PlatformInfo
 mpr = PlatformInfo().MachinePrecision()
 mfp = PlatformInfo().MaximumPrecision()
@@ -486,12 +486,12 @@ def EnsembleOfCenteredPerturbations( _bgcenter, _bgcovariance, _nbmembers ):
         raise ValueError("Number of members has to be strictly more than 1 (given number: %s)."%(str(_nbmembers),))
     #
     if _bgcovariance is None:
-        BackgroundEnsemble = numpy.tile( _bgcenter, _nbmembers)
+        _Perturbations = numpy.tile( _bgcenter, _nbmembers)
     else:
         _Z = numpy.random.multivariate_normal(numpy.zeros(_bgcenter.size), _bgcovariance, size=_nbmembers).T
-        BackgroundEnsemble = numpy.tile( _bgcenter, _nbmembers) + _Z
+        _Perturbations = numpy.tile( _bgcenter, _nbmembers) + _Z
     #
-    return BackgroundEnsemble
+    return _Perturbations
 
 # ==============================================================================
 def EnsembleOfBackgroundPerturbations( _bgcenter, _bgcovariance, _nbmembers, _withSVD = True):
@@ -513,29 +513,29 @@ def EnsembleOfBackgroundPerturbations( _bgcenter, _bgcovariance, _nbmembers, _wi
     if _nbmembers < 1:
         raise ValueError("Number of members has to be strictly more than 1 (given number: %s)."%(str(_nbmembers),))
     if _bgcovariance is None:
-        BackgroundEnsemble = numpy.tile( _bgcenter, _nbmembers)
+        _Perturbations = numpy.tile( _bgcenter, _nbmembers)
     else:
         if _withSVD:
-            U, s, V = numpy.linalg.svd(_bgcovariance, full_matrices=False)
+            _U, _s, _V = numpy.linalg.svd(_bgcovariance, full_matrices=False)
             _nbctl = _bgcenter.size
             if _nbmembers > _nbctl:
                 _Z = numpy.concatenate((numpy.dot(
-                    numpy.diag(numpy.sqrt(s[:_nbctl])), V[:_nbctl]),
+                    numpy.diag(numpy.sqrt(_s[:_nbctl])), _V[:_nbctl]),
                     numpy.random.multivariate_normal(numpy.zeros(_nbctl),_bgcovariance,_nbmembers-1-_nbctl)), axis = 0)
             else:
-                _Z = numpy.dot(numpy.diag(numpy.sqrt(s[:_nbmembers-1])), V[:_nbmembers-1])
+                _Z = numpy.dot(numpy.diag(numpy.sqrt(_s[:_nbmembers-1])), _V[:_nbmembers-1])
             _Zca = __CenteredRandomAnomalies(_Z, _nbmembers)
-            BackgroundEnsemble = _bgcenter + _Zca
+            _Perturbations = _bgcenter + _Zca
         else:
             if max(abs(_bgcovariance.flatten())) > 0:
                 _nbctl = _bgcenter.size
                 _Z = numpy.random.multivariate_normal(numpy.zeros(_nbctl),_bgcovariance,_nbmembers-1)
                 _Zca = __CenteredRandomAnomalies(_Z, _nbmembers)
-                BackgroundEnsemble = _bgcenter + _Zca
+                _Perturbations = _bgcenter + _Zca
             else:
-                BackgroundEnsemble = numpy.tile( _bgcenter, _nbmembers)
+                _Perturbations = numpy.tile( _bgcenter, _nbmembers)
     #
-    return BackgroundEnsemble
+    return _Perturbations
 
 # ==============================================================================
 def EnsembleMean( __Ensemble ):
@@ -741,7 +741,7 @@ def QuantilesEstimations(selfA, A, Xa, HXa = None, Hm = None, HtM = None):
             if LBounds is not None: # "EstimateProjection" par défaut
                 Xr = numpy.max(numpy.hstack((Xr.reshape((-1,1)),LBounds[:,0].reshape((-1,1)))),axis=1)
                 Xr = numpy.min(numpy.hstack((Xr.reshape((-1,1)),LBounds[:,1].reshape((-1,1)))),axis=1)
-            Yr = Hm( Xr )
+            Yr = numpy.asarray(Hm( Xr ))
         else:
             raise ValueError("Quantile simulations has only to be Linear or NonLinear.")
         #
@@ -786,7 +786,7 @@ def RecentredBounds( __Bounds, __Center):
     # Conserve une valeur par défaut à None s'il n'y a pas de bornes
     if __Bounds is None: return None
     # Recentre les valeurs numériques de bornes
-    return ForceNumericBounds( __Bounds ) - numpy.ravel( __Center ).transpose((-1,1))
+    return ForceNumericBounds( __Bounds ) - numpy.ravel( __Center ).reshape((-1,1))
 
 # ==============================================================================
 def ApplyBounds( __Vector, __Bounds, __newClip = True):
@@ -799,7 +799,7 @@ def ApplyBounds( __Vector, __Bounds, __newClip = True):
     if not isinstance(__Bounds, numpy.ndarray): # Is an array
         raise ValueError("Incorrect array definition of bounds data")
     if 2*__Vector.size != __Bounds.size: # Is a 2 column array of vector lenght
-        raise ValueError("Incorrect bounds number to be applied for this vector")
+        raise ValueError("Incorrect bounds number (%i) to be applied for this vector (of size %i)"%(__Bounds.size,__Vector.size))
     if len(__Bounds.shape) != 2 or min(__Bounds.shape) <= 0 or __Bounds.shape[1] != 2:
         raise ValueError("Incorrectly shaped bounds data")
     #
@@ -815,6 +815,31 @@ def ApplyBounds( __Vector, __Bounds, __newClip = True):
     #
     return __Vector
 
+# ==============================================================================
+def Apply3DVarRecentringOnEnsemble(__EnXn, __EnXf, __Ynpu, __HO, __R, __B, __Betaf):
+    "Recentre l'ensemble Xn autour de l'analyse 3DVAR"
+    #
+    Xf = EnsembleMean( __EnXf )
+    Pf = Covariance( asCovariance=EnsembleErrorCovariance(__EnXf) )
+    Pf = (1 - __Betaf) * __B + __Betaf * Pf
+    #
+    selfB = PartialAlgorithm("3DVAR")
+    selfB._parameters["Minimizer"] = "LBFGSB"
+    selfB._parameters["MaximumNumberOfSteps"] = 15000
+    selfB._parameters["CostDecrementTolerance"] = 1.e-7
+    selfB._parameters["ProjectedGradientTolerance"] = -1
+    selfB._parameters["GradientNormTolerance"] = 1.e-05
+    selfB._parameters["StoreInternalVariables"] = False
+    selfB._parameters["optiprint"] = -1
+    selfB._parameters["optdisp"] = 0
+    selfB._parameters["Bounds"] = None
+    selfB._parameters["InitializationPoint"] = Xf
+    std3dvar(selfB, Xf, __Ynpu, None, __HO, None, None, __R, Pf, None)
+    Xa = selfB.get("Analysis")[-1].reshape((-1,1))
+    del selfB
+    #
+    return Xa + EnsembleOfAnomalies( __EnXn )
+
 # ==============================================================================
 def c2ukf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
     """
@@ -877,6 +902,7 @@ def c2ukf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
         RI = R.getI()
     #
     __n = Xb.size
+    nbPreviousSteps  = len(selfA.StoredVariables["Analysis"])
     #
     if len(selfA.StoredVariables["Analysis"])==0 or not selfA._parameters["nextStep"]:
         Xn = Xb
@@ -926,7 +952,7 @@ def c2ukf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
                 XEtnnpi = numpy.asarray( Mm( (Xnp[:,point], Un) ) ).reshape((-1,1))
                 if Cm is not None and Un is not None: # Attention : si Cm est aussi dans M, doublon !
                     Cm = Cm.reshape(Xn.size,Un.size) # ADAO & check shape
-                    XEtnnpi = XEtnnpi + Cm * Un
+                    XEtnnpi = XEtnnpi + Cm @ Un
                 if selfA._parameters["Bounds"] is not None and selfA._parameters["ConstrainedBy"] == "EstimateProjection":
                     XEtnnpi = ApplyBounds( XEtnnpi, selfA._parameters["Bounds"] )
             elif selfA._parameters["EstimationOf"] == "Parameters":
@@ -976,7 +1002,7 @@ def c2ukf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
         _Innovation  = Ynpu - Yncm.reshape((-1,1))
         if selfA._parameters["EstimationOf"] == "Parameters":
             if Cm is not None and Un is not None: # Attention : si Cm est aussi dans H, doublon !
-                _Innovation = _Innovation - Cm * Un
+                _Innovation = _Innovation - Cm @ Un
         #
         Kn = Pxyn * Pyyn.I
         Xn = Xncm.reshape((-1,1)) + Kn * _Innovation
@@ -1020,7 +1046,7 @@ def c2ukf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
             or selfA._toStore("CostFunctionJo") \
             or selfA._toStore("CurrentOptimum") \
             or selfA._toStore("APosterioriCovariance"):
-            Jb  = float( 0.5 * (Xa - Xb).T * BI * (Xa - Xb) )
+            Jb  = float( 0.5 * (Xa - Xb).T * (BI * (Xa - Xb)) )
             Jo  = float( 0.5 * _Innovation.T * (RI * _Innovation) )
             J   = Jb + Jo
             selfA.StoredVariables["CostFunctionJb"].store( Jb )
@@ -1106,6 +1132,7 @@ def cekf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
         RI = R.getI()
     #
     __n = Xb.size
+    nbPreviousSteps  = len(selfA.StoredVariables["Analysis"])
     #
     if len(selfA.StoredVariables["Analysis"])==0 or not selfA._parameters["nextStep"]:
         Xn = Xb
@@ -1160,7 +1187,7 @@ def cekf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
             Xn_predicted = numpy.ravel( M( (Xn, Un) ) ).reshape((__n,1))
             if Cm is not None and Un is not None: # Attention : si Cm est aussi dans M, doublon !
                 Cm = Cm.reshape(__n,Un.size) # ADAO & check shape
-                Xn_predicted = Xn_predicted + Cm * Un
+                Xn_predicted = Xn_predicted + Cm @ Un
             Pn_predicted = Q + Mt * (Pn * Ma)
         elif selfA._parameters["EstimationOf"] == "Parameters": # Observation of forecast
             # --- > Par principe, M = Id, Q = 0
@@ -1177,7 +1204,7 @@ def cekf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
             HX_predicted = numpy.ravel( H( (Xn_predicted, Un) ) ).reshape((__p,1))
             _Innovation  = Ynpu - HX_predicted
             if Cm is not None and Un is not None: # Attention : si Cm est aussi dans H, doublon !
-                _Innovation = _Innovation - Cm * Un
+                _Innovation = _Innovation - Cm @ Un
         #
         Kn = Pn_predicted * Ha * numpy.linalg.inv(R + numpy.dot(Ht, Pn_predicted * Ha))
         Xn = Xn_predicted + Kn * _Innovation
@@ -1353,7 +1380,7 @@ def enks(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="EnKS16-KalmanFilterForm
                     returnSerieAsArrayMatrix = True )
                 if Cm is not None and Un is not None: # Attention : si Cm est aussi dans M, doublon !
                     Cm = Cm.reshape(__n,Un.size) # ADAO & check shape
-                    EZ = EZ + Cm * Un
+                    EZ = EZ + Cm @ Un
             elif selfA._parameters["EstimationOf"] == "Parameters":
                 # --- > Par principe, M = Id, Q = 0
                 EZ = H( [(EL[:,i], Un) for i in range(__m)],
@@ -1409,7 +1436,10 @@ def enks(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="EnKS16-KalmanFilterForm
     return 0
 
 # ==============================================================================
-def etkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="KalmanFilterFormula"):
+def etkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q,
+    VariantM="KalmanFilterFormula",
+    Hybrid=None,
+    ):
     """
     Ensemble-Transform EnKF
     """
@@ -1451,6 +1481,8 @@ def etkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="KalmanFilterFormula"):
     #
     __n = Xb.size
     __m = selfA._parameters["NumberOfMembers"]
+    nbPreviousSteps  = len(selfA.StoredVariables["Analysis"])
+    previousJMinimum = numpy.finfo(float).max
     #
     if len(selfA.StoredVariables["Analysis"])==0 or not selfA._parameters["nextStep"]:
         Xn = EnsembleOfBackgroundPerturbations( Xb, None, __m )
@@ -1464,8 +1496,6 @@ def etkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="KalmanFilterFormula"):
     elif selfA._parameters["nextStep"]:
         Xn = selfA._getInternalState("Xn")
     #
-    previousJMinimum = numpy.finfo(float).max
-    #
     for step in range(duration-1):
         numpy.random.set_state(selfA._getInternalState("seed"))
         if hasattr(Y,"store"):
@@ -1499,7 +1529,7 @@ def etkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="KalmanFilterFormula"):
                 returnSerieAsArrayMatrix = True )
             if Cm is not None and Un is not None: # Attention : si Cm est aussi dans M, doublon !
                 Cm = Cm.reshape(__n,Un.size) # ADAO & check shape
-                Xn_predicted = Xn_predicted + Cm * Un
+                Xn_predicted = Xn_predicted + Cm @ Un
         elif selfA._parameters["EstimationOf"] == "Parameters": # Observation of forecast
             # --- > Par principe, M = Id, Q = 0
             Xn_predicted = EMX = Xn
@@ -1508,8 +1538,8 @@ def etkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="KalmanFilterFormula"):
                 returnSerieAsArrayMatrix = True )
         #
         # Mean of forecast and observation of forecast
-        Xfm  = Xn_predicted.mean(axis=1, dtype=mfp).astype('float').reshape((__n,1))
-        Hfm  = HX_predicted.mean(axis=1, dtype=mfp).astype('float').reshape((__p,1))
+        Xfm  = EnsembleMean( Xn_predicted )
+        Hfm  = EnsembleMean( HX_predicted )
         #
         # Anomalies
         EaX   = EnsembleOfAnomalies( Xn_predicted, Xfm )
@@ -1597,7 +1627,7 @@ def etkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="KalmanFilterFormula"):
             HXfm = H((Xfm[:,None], Un)) # Eventuellement Hfm
             def CostFunction(w):
                 _A  = Ynpu - HXfm.reshape((__p,1)) - (EaHX @ w).reshape((__p,1))
-                _Jo = 0.5 * _A.T * RI * _A
+                _Jo = 0.5 * _A.T * (RI * _A)
                 _Jb = 0.5 * (__m+1) * math.log(1 + 1/__m + w.T @ w)
                 _J  = _Jo + _Jb
                 return float(_J)
@@ -1668,7 +1698,11 @@ def etkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="KalmanFilterFormula"):
                 selfA._parameters["InflationFactor"],
                 )
         #
-        Xa = Xn.mean(axis=1, dtype=mfp).astype('float').reshape((__n,1))
+        if Hybrid == "E3DVAR":
+            betaf = selfA._parameters["HybridCovarianceEquilibrium"]
+            Xn = Apply3DVarRecentringOnEnsemble(Xn, EMX, Ynpu, HO, R, B, betaf)
+        #
+        Xa = EnsembleMean( Xn )
         #--------------------------
         selfA._setInternalState("Xn", Xn)
         selfA._setInternalState("seed", numpy.random.get_state())
@@ -1682,7 +1716,7 @@ def etkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="KalmanFilterFormula"):
             or selfA._toStore("InnovationAtCurrentAnalysis") \
             or selfA._toStore("SimulatedObservationAtCurrentAnalysis") \
             or selfA._toStore("SimulatedObservationAtCurrentOptimum"):
-            _HXa = numpy.asmatrix(numpy.ravel( H((Xa, Un)) )).T
+            _HXa = numpy.ravel( H((Xa, Un)) ).reshape((-1,1))
             _Innovation = Ynpu - _HXa
         #
         selfA.StoredVariables["CurrentIterationNumber"].store( len(selfA.StoredVariables["Analysis"]) )
@@ -1714,8 +1748,8 @@ def etkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="KalmanFilterFormula"):
             or selfA._toStore("CostFunctionJo") \
             or selfA._toStore("CurrentOptimum") \
             or selfA._toStore("APosterioriCovariance"):
-            Jb  = float( 0.5 * (Xa - Xb).T * BI * (Xa - Xb) )
-            Jo  = float( 0.5 * _Innovation.T * RI * _Innovation )
+            Jb  = float( 0.5 * (Xa - Xb).T * (BI * (Xa - Xb)) )
+            Jo  = float( 0.5 * _Innovation.T * (RI * _Innovation) )
             J   = Jb + Jo
             selfA.StoredVariables["CostFunctionJb"].store( Jb )
             selfA.StoredVariables["CostFunctionJo"].store( Jo )
@@ -1802,6 +1836,7 @@ def exkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
         RI = R.getI()
     #
     __n = Xb.size
+    nbPreviousSteps  = len(selfA.StoredVariables["Analysis"])
     #
     if len(selfA.StoredVariables["Analysis"])==0 or not selfA._parameters["nextStep"]:
         Xn = Xb
@@ -1853,7 +1888,7 @@ def exkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
             Xn_predicted = numpy.ravel( M( (Xn, Un) ) ).reshape((__n,1))
             if Cm is not None and Un is not None: # Attention : si Cm est aussi dans M, doublon !
                 Cm = Cm.reshape(__n,Un.size) # ADAO & check shape
-                Xn_predicted = Xn_predicted + Cm * Un
+                Xn_predicted = Xn_predicted + Cm @ Un
             Pn_predicted = Q + Mt * (Pn * Ma)
         elif selfA._parameters["EstimationOf"] == "Parameters": # Observation of forecast
             # --- > Par principe, M = Id, Q = 0
@@ -1867,7 +1902,7 @@ def exkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
             HX_predicted = numpy.ravel( H( (Xn_predicted, Un) ) ).reshape((__p,1))
             _Innovation  = Ynpu - HX_predicted
             if Cm is not None and Un is not None: # Attention : si Cm est aussi dans H, doublon !
-                _Innovation = _Innovation - Cm * Un
+                _Innovation = _Innovation - Cm @ Un
         #
         Kn = Pn_predicted * Ha * numpy.linalg.inv(R + numpy.dot(Ht, Pn_predicted * Ha))
         Xn = Xn_predicted + Kn * _Innovation
@@ -1995,6 +2030,8 @@ def ienkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="IEnKF12",
     #
     __n = Xb.size
     __m = selfA._parameters["NumberOfMembers"]
+    nbPreviousSteps  = len(selfA.StoredVariables["Analysis"])
+    previousJMinimum = numpy.finfo(float).max
     #
     if len(selfA.StoredVariables["Analysis"])==0 or not selfA._parameters["nextStep"]:
         if hasattr(B,"asfullmatrix"): Pn = B.asfullmatrix(__n)
@@ -2010,8 +2047,6 @@ def ienkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="IEnKF12",
     elif selfA._parameters["nextStep"]:
         Xn = selfA._getInternalState("Xn")
     #
-    previousJMinimum = numpy.finfo(float).max
-    #
     for step in range(duration-1):
         numpy.random.set_state(selfA._getInternalState("seed"))
         if hasattr(Y,"store"):
@@ -2021,11 +2056,11 @@ def ienkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="IEnKF12",
         #
         if U is not None:
             if hasattr(U,"store") and len(U)>1:
-                Un = numpy.asmatrix(numpy.ravel( U[step] )).T
+                Un = numpy.ravel( U[step] ).reshape((-1,1))
             elif hasattr(U,"store") and len(U)==1:
-                Un = numpy.asmatrix(numpy.ravel( U[0] )).T
+                Un = numpy.ravel( U[0] ).reshape((-1,1))
             else:
-                Un = numpy.asmatrix(numpy.ravel( U )).T
+                Un = numpy.ravel( U ).reshape((-1,1))
         else:
             Un = None
         #
@@ -2100,7 +2135,7 @@ def ienkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="IEnKF12",
                 selfA._parameters["InflationFactor"],
                 )
         #
-        Xa = Xn.mean(axis=1, dtype=mfp).astype('float').reshape((__n,1))
+        Xa = EnsembleMean( Xn )
         #--------------------------
         selfA._setInternalState("Xn", Xn)
         selfA._setInternalState("seed", numpy.random.get_state())
@@ -2114,7 +2149,7 @@ def ienkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="IEnKF12",
             or selfA._toStore("InnovationAtCurrentAnalysis") \
             or selfA._toStore("SimulatedObservationAtCurrentAnalysis") \
             or selfA._toStore("SimulatedObservationAtCurrentOptimum"):
-            _HXa = numpy.asmatrix(numpy.ravel( H((Xa, Un)) )).T
+            _HXa = numpy.ravel( H((Xa, Un)) ).reshape((-1,1))
             _Innovation = Ynpu - _HXa
         #
         selfA.StoredVariables["CurrentIterationNumber"].store( len(selfA.StoredVariables["Analysis"]) )
@@ -2146,8 +2181,8 @@ def ienkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="IEnKF12",
             or selfA._toStore("CostFunctionJo") \
             or selfA._toStore("CurrentOptimum") \
             or selfA._toStore("APosterioriCovariance"):
-            Jb  = float( 0.5 * (Xa - Xb).T * BI * (Xa - Xb) )
-            Jo  = float( 0.5 * _Innovation.T * RI * _Innovation )
+            Jb  = float( 0.5 * (Xa - Xb).T * (BI * (Xa - Xb)) )
+            Jo  = float( 0.5 * _Innovation.T * (RI * _Innovation) )
             J   = Jb + Jo
             selfA.StoredVariables["CostFunctionJb"].store( Jb )
             selfA.StoredVariables["CostFunctionJo"].store( Jo )
@@ -2209,9 +2244,7 @@ def incr3dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
     BI = B.getI()
     RI = R.getI()
     #
-    Xini = selfA._parameters["InitializationPoint"]
-    #
-    HXb = numpy.asmatrix(numpy.ravel( Hm( Xb ) )).T
+    HXb = numpy.asarray(Hm( Xb )).reshape((-1,1))
     Innovation = Y - HXb
     #
     # Outer Loop
@@ -2219,7 +2252,7 @@ def incr3dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
     iOuter = 0
     J      = 1./mpr
     DeltaJ = 1./mpr
-    Xr     = Xini.reshape((-1,1))
+    Xr     = numpy.asarray(selfA._parameters["InitializationPoint"]).reshape((-1,1))
     while abs(DeltaJ) >= selfA._parameters["CostDecrementTolerance"] and iOuter <= selfA._parameters["MaximumNumberOfSteps"]:
         #
         # Inner Loop
@@ -2230,13 +2263,12 @@ def incr3dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
         # Définition de la fonction-coût
         # ------------------------------
         def CostFunction(dx):
-            _dX  = numpy.asmatrix(numpy.ravel( dx )).T
+            _dX  = numpy.asarray(dx).reshape((-1,1))
             if selfA._parameters["StoreInternalVariables"] or \
                 selfA._toStore("CurrentState") or \
                 selfA._toStore("CurrentOptimum"):
                 selfA.StoredVariables["CurrentState"].store( Xb + _dX )
-            _HdX = Ht * _dX
-            _HdX = numpy.asmatrix(numpy.ravel( _HdX )).T
+            _HdX = (Ht @ _dX).reshape((-1,1))
             _dInnovation = Innovation - _HdX
             if selfA._toStore("SimulatedObservationAtCurrentState") or \
                 selfA._toStore("SimulatedObservationAtCurrentOptimum"):
@@ -2244,8 +2276,8 @@ def incr3dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
             if selfA._toStore("InnovationAtCurrentState"):
                 selfA.StoredVariables["InnovationAtCurrentState"].store( _dInnovation )
             #
-            Jb  = float( 0.5 * _dX.T * BI * _dX )
-            Jo  = float( 0.5 * _dInnovation.T * RI * _dInnovation )
+            Jb  = float( 0.5 * _dX.T * (BI * _dX) )
+            Jo  = float( 0.5 * _dInnovation.T * (RI * _dInnovation) )
             J   = Jb + Jo
             #
             selfA.StoredVariables["CurrentIterationNumber"].store( len(selfA.StoredVariables["CostFunctionJ"]) )
@@ -2274,11 +2306,10 @@ def incr3dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
             return J
         #
         def GradientOfCostFunction(dx):
-            _dX          = numpy.asmatrix(numpy.ravel( dx )).T
-            _HdX         = Ht * _dX
-            _HdX         = numpy.asmatrix(numpy.ravel( _HdX )).T
+            _dX          = numpy.ravel( dx )
+            _HdX         = (Ht @ _dX).reshape((-1,1))
             _dInnovation = Innovation - _HdX
-            GradJb       = BI * _dX
+            GradJb       = BI @ _dX
             GradJo       = - Ht.T @ (RI * _dInnovation)
             GradJ        = numpy.ravel( GradJb ) + numpy.ravel( GradJo )
             return GradJ
@@ -2295,7 +2326,7 @@ def incr3dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
                 import scipy.optimize as optimiseur
             Minimum, J_optimal, Informations = optimiseur.fmin_l_bfgs_b(
                 func        = CostFunction,
-                x0          = numpy.zeros(Xini.size),
+                x0          = numpy.zeros(Xb.size),
                 fprime      = GradientOfCostFunction,
                 args        = (),
                 bounds      = RecentredBounds(selfA._parameters["Bounds"], Xb),
@@ -2309,7 +2340,7 @@ def incr3dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
         elif selfA._parameters["Minimizer"] == "TNC":
             Minimum, nfeval, rc = scipy.optimize.fmin_tnc(
                 func        = CostFunction,
-                x0          = numpy.zeros(Xini.size),
+                x0          = numpy.zeros(Xb.size),
                 fprime      = GradientOfCostFunction,
                 args        = (),
                 bounds      = RecentredBounds(selfA._parameters["Bounds"], Xb),
@@ -2321,7 +2352,7 @@ def incr3dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
         elif selfA._parameters["Minimizer"] == "CG":
             Minimum, fopt, nfeval, grad_calls, rc = scipy.optimize.fmin_cg(
                 f           = CostFunction,
-                x0          = numpy.zeros(Xini.size),
+                x0          = numpy.zeros(Xb.size),
                 fprime      = GradientOfCostFunction,
                 args        = (),
                 maxiter     = selfA._parameters["MaximumNumberOfSteps"],
@@ -2332,7 +2363,7 @@ def incr3dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
         elif selfA._parameters["Minimizer"] == "NCG":
             Minimum, fopt, nfeval, grad_calls, hcalls, rc = scipy.optimize.fmin_ncg(
                 f           = CostFunction,
-                x0          = numpy.zeros(Xini.size),
+                x0          = numpy.zeros(Xb.size),
                 fprime      = GradientOfCostFunction,
                 args        = (),
                 maxiter     = selfA._parameters["MaximumNumberOfSteps"],
@@ -2343,7 +2374,7 @@ def incr3dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
         elif selfA._parameters["Minimizer"] == "BFGS":
             Minimum, fopt, gopt, Hopt, nfeval, grad_calls, rc = scipy.optimize.fmin_bfgs(
                 f           = CostFunction,
-                x0          = numpy.zeros(Xini.size),
+                x0          = numpy.zeros(Xb.size),
                 fprime      = GradientOfCostFunction,
                 args        = (),
                 maxiter     = selfA._parameters["MaximumNumberOfSteps"],
@@ -2435,8 +2466,10 @@ def incr3dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
     return 0
 
 # ==============================================================================
-def mlef(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="MLEF13",
-    BnotT=False, _epsilon=1.e-3, _e=1.e-7, _jmax=15000):
+def mlef(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q,
+    VariantM="MLEF13", BnotT=False, _epsilon=1.e-3, _e=1.e-7, _jmax=15000,
+    Hybrid=None,
+    ):
     """
     Maximum Likelihood Ensemble Filter
     """
@@ -2474,6 +2507,8 @@ def mlef(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="MLEF13",
     #
     __n = Xb.size
     __m = selfA._parameters["NumberOfMembers"]
+    nbPreviousSteps  = len(selfA.StoredVariables["Analysis"])
+    previousJMinimum = numpy.finfo(float).max
     #
     if len(selfA.StoredVariables["Analysis"])==0 or not selfA._parameters["nextStep"]:
         Xn = EnsembleOfBackgroundPerturbations( Xb, None, __m )
@@ -2487,8 +2522,6 @@ def mlef(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="MLEF13",
     elif selfA._parameters["nextStep"]:
         Xn = selfA._getInternalState("Xn")
     #
-    previousJMinimum = numpy.finfo(float).max
-    #
     for step in range(duration-1):
         numpy.random.set_state(selfA._getInternalState("seed"))
         if hasattr(Y,"store"):
@@ -2498,11 +2531,11 @@ def mlef(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="MLEF13",
         #
         if U is not None:
             if hasattr(U,"store") and len(U)>1:
-                Un = numpy.asmatrix(numpy.ravel( U[step] )).T
+                Un = numpy.ravel( U[step] ).reshape((-1,1))
             elif hasattr(U,"store") and len(U)==1:
-                Un = numpy.asmatrix(numpy.ravel( U[0] )).T
+                Un = numpy.ravel( U[0] ).reshape((-1,1))
             else:
-                Un = numpy.asmatrix(numpy.ravel( U )).T
+                Un = numpy.ravel( U ).reshape((-1,1))
         else:
             Un = None
         #
@@ -2519,7 +2552,7 @@ def mlef(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="MLEF13",
             Xn_predicted = EnsemblePerturbationWithGivenCovariance( EMX, Q )
             if Cm is not None and Un is not None: # Attention : si Cm est aussi dans M, doublon !
                 Cm = Cm.reshape(__n,Un.size) # ADAO & check shape
-                Xn_predicted = Xn_predicted + Cm * Un
+                Xn_predicted = Xn_predicted + Cm @ Un
         elif selfA._parameters["EstimationOf"] == "Parameters": # Observation of forecast
             # --- > Par principe, M = Id, Q = 0
             Xn_predicted = EMX = Xn
@@ -2577,7 +2610,11 @@ def mlef(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="MLEF13",
                 selfA._parameters["InflationFactor"],
                 )
         #
-        Xa = Xn.mean(axis=1, dtype=mfp).astype('float').reshape((__n,1))
+        if Hybrid == "E3DVAR":
+            betaf = selfA._parameters["HybridCovarianceEquilibrium"]
+            Xn = Apply3DVarRecentringOnEnsemble(Xn, EMX, Ynpu, HO, R, B, betaf)
+        #
+        Xa = EnsembleMean( Xn )
         #--------------------------
         selfA._setInternalState("Xn", Xn)
         selfA._setInternalState("seed", numpy.random.get_state())
@@ -2591,7 +2628,7 @@ def mlef(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="MLEF13",
             or selfA._toStore("InnovationAtCurrentAnalysis") \
             or selfA._toStore("SimulatedObservationAtCurrentAnalysis") \
             or selfA._toStore("SimulatedObservationAtCurrentOptimum"):
-            _HXa = numpy.asmatrix(numpy.ravel( H((Xa, Un)) )).T
+            _HXa = numpy.ravel( H((Xa, Un)) ).reshape((-1,1))
             _Innovation = Ynpu - _HXa
         #
         selfA.StoredVariables["CurrentIterationNumber"].store( len(selfA.StoredVariables["Analysis"]) )
@@ -2623,8 +2660,8 @@ def mlef(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="MLEF13",
             or selfA._toStore("CostFunctionJo") \
             or selfA._toStore("CurrentOptimum") \
             or selfA._toStore("APosterioriCovariance"):
-            Jb  = float( 0.5 * (Xa - Xb).T * BI * (Xa - Xb) )
-            Jo  = float( 0.5 * _Innovation.T * RI * _Innovation )
+            Jb  = float( 0.5 * (Xa - Xb).T * (BI * (Xa - Xb)) )
+            Jo  = float( 0.5 * _Innovation.T * (RI * _Innovation) )
             J   = Jb + Jo
             selfA.StoredVariables["CostFunctionJb"].store( Jb )
             selfA.StoredVariables["CostFunctionJo"].store( Jo )
@@ -2719,7 +2756,7 @@ def mmqr(
         iteration += 1
         #
         Derivees  = numpy.array(fprime(variables))
-        Derivees  = Derivees.reshape(n,p) # Necessaire pour remettre en place la matrice si elle passe par des tuyaux YACS
+        Derivees  = Derivees.reshape(n,p) # ADAO & check shape
         DeriveesT = Derivees.transpose()
         M         =   numpy.dot( DeriveesT , (numpy.array(numpy.matrix(p*[poids,]).T)*Derivees) )
         SM        =   numpy.transpose(numpy.dot( DeriveesT , veps ))
@@ -2760,7 +2797,11 @@ def multi3dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, oneCycle):
     # Initialisation
     # --------------
     if selfA._parameters["EstimationOf"] == "State":
-        M = EM["Direct"].appliedTo
+        M = EM["Direct"].appliedControledFormTo
+        if CM is not None and "Tangent" in CM and U is not None:
+            Cm = CM["Tangent"].asMatrix(Xb)
+        else:
+            Cm = None
         #
         if len(selfA.StoredVariables["Analysis"])==0 or not selfA._parameters["nextStep"]:
             Xn = numpy.ravel(Xb).reshape((-1,1))
@@ -2789,16 +2830,29 @@ def multi3dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, oneCycle):
         else:
             Ynpu = numpy.ravel( Y ).reshape((-1,1))
         #
+        if U is not None:
+            if hasattr(U,"store") and len(U)>1:
+                Un = numpy.ravel( U[step] ).reshape((-1,1))
+            elif hasattr(U,"store") and len(U)==1:
+                Un = numpy.ravel( U[0] ).reshape((-1,1))
+            else:
+                Un = numpy.ravel( U ).reshape((-1,1))
+        else:
+            Un = None
+        #
         if selfA._parameters["EstimationOf"] == "State": # Forecast
-            Xn_predicted = M( Xn )
+            Xn_predicted = M( (Xn, Un) )
             if selfA._toStore("ForecastState"):
                 selfA.StoredVariables["ForecastState"].store( Xn_predicted )
+            if Cm is not None and Un is not None: # Attention : si Cm est aussi dans M, doublon !
+                Cm = Cm.reshape(__n,Un.size) # ADAO & check shape
+                Xn_predicted = Xn_predicted + Cm @ Un
         elif selfA._parameters["EstimationOf"] == "Parameters": # No forecast
             # --- > Par principe, M = Id, Q = 0
             Xn_predicted = Xn
         Xn_predicted = numpy.ravel(Xn_predicted).reshape((-1,1))
         #
-        oneCycle(selfA, Xn_predicted, Ynpu, U, HO, None, None, R, B, None)
+        oneCycle(selfA, Xn_predicted, Ynpu, None, HO, None, None, R, B, None)
         #
         Xn = selfA.StoredVariables["Analysis"][-1]
         #--------------------------
@@ -2817,10 +2871,10 @@ def psas3dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
     Hm = HO["Direct"].appliedTo
     #
     if HO["AppliedInX"] is not None and "HXb" in HO["AppliedInX"]:
-        HXb = Hm( Xb, HO["AppliedInX"]["HXb"] )
+        HXb = numpy.asarray(Hm( Xb, HO["AppliedInX"]["HXb"] ))
     else:
-        HXb = Hm( Xb )
-    HXb = numpy.asmatrix(numpy.ravel( HXb )).T
+        HXb = numpy.asarray(Hm( Xb ))
+    HXb = numpy.ravel( HXb ).reshape((-1,1))
     if Y.size != HXb.size:
         raise ValueError("The size %i of observations Y and %i of observed calculation H(X) are different, they have to be identical."%(Y.size,HXb.size))
     if max(Y.shape) != max(HXb.shape):
@@ -2836,12 +2890,12 @@ def psas3dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
     HBHTpR = R + Ht * BHT
     Innovation = Y - HXb
     #
-    Xini = numpy.zeros(Xb.shape)
+    Xini = numpy.zeros(Y.size)
     #
     # Définition de la fonction-coût
     # ------------------------------
     def CostFunction(w):
-        _W = w.reshape((-1,1))
+        _W = numpy.asarray(w).reshape((-1,1))
         if selfA._parameters["StoreInternalVariables"] or \
             selfA._toStore("CurrentState") or \
             selfA._toStore("CurrentOptimum"):
@@ -2882,7 +2936,7 @@ def psas3dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
         return J
     #
     def GradientOfCostFunction(w):
-        _W = w.reshape((-1,1))
+        _W = numpy.asarray(w).reshape((-1,1))
         GradJb  = HBHTpR @ _W
         GradJo  = - Innovation
         GradJ   = numpy.ravel( GradJb ) + numpy.ravel( GradJo )
@@ -2902,7 +2956,6 @@ def psas3dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
             x0          = Xini,
             fprime      = GradientOfCostFunction,
             args        = (),
-            bounds      = RecentredBounds(selfA._parameters["Bounds"], Xb),
             maxfun      = selfA._parameters["MaximumNumberOfSteps"]-1,
             factr       = selfA._parameters["CostDecrementTolerance"]*1.e14,
             pgtol       = selfA._parameters["ProjectedGradientTolerance"],
@@ -2916,7 +2969,6 @@ def psas3dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
             x0          = Xini,
             fprime      = GradientOfCostFunction,
             args        = (),
-            bounds      = RecentredBounds(selfA._parameters["Bounds"], Xb),
             maxfun      = selfA._parameters["MaximumNumberOfSteps"],
             pgtol       = selfA._parameters["ProjectedGradientTolerance"],
             ftol        = selfA._parameters["CostDecrementTolerance"],
@@ -3039,7 +3091,10 @@ def psas3dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
     return 0
 
 # ==============================================================================
-def senkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="KalmanFilterFormula16"):
+def senkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q,
+    VariantM="KalmanFilterFormula16",
+    Hybrid=None,
+    ):
     """
     Stochastic EnKF
     """
@@ -3077,6 +3132,8 @@ def senkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="KalmanFilterFormula16"
     #
     __n = Xb.size
     __m = selfA._parameters["NumberOfMembers"]
+    nbPreviousSteps  = len(selfA.StoredVariables["Analysis"])
+    previousJMinimum = numpy.finfo(float).max
     #
     if hasattr(R,"asfullmatrix"): Rn = R.asfullmatrix(__p)
     else:                         Rn = R
@@ -3092,8 +3149,6 @@ def senkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="KalmanFilterFormula16"
     elif selfA._parameters["nextStep"]:
         Xn = selfA._getInternalState("Xn")
     #
-    previousJMinimum = numpy.finfo(float).max
-    #
     for step in range(duration-1):
         numpy.random.set_state(selfA._getInternalState("seed"))
         if hasattr(Y,"store"):
@@ -3103,11 +3158,11 @@ def senkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="KalmanFilterFormula16"
         #
         if U is not None:
             if hasattr(U,"store") and len(U)>1:
-                Un = numpy.asmatrix(numpy.ravel( U[step] )).T
+                Un = numpy.ravel( U[step] ).reshape((-1,1))
             elif hasattr(U,"store") and len(U)==1:
-                Un = numpy.asmatrix(numpy.ravel( U[0] )).T
+                Un = numpy.ravel( U[0] ).reshape((-1,1))
             else:
-                Un = numpy.asmatrix(numpy.ravel( U )).T
+                Un = numpy.ravel( U ).reshape((-1,1))
         else:
             Un = None
         #
@@ -3127,7 +3182,7 @@ def senkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="KalmanFilterFormula16"
                 returnSerieAsArrayMatrix = True )
             if Cm is not None and Un is not None: # Attention : si Cm est aussi dans M, doublon !
                 Cm = Cm.reshape(__n,Un.size) # ADAO & check shape
-                Xn_predicted = Xn_predicted + Cm * Un
+                Xn_predicted = Xn_predicted + Cm @ Un
         elif selfA._parameters["EstimationOf"] == "Parameters": # Observation of forecast
             # --- > Par principe, M = Id, Q = 0
             Xn_predicted = EMX = Xn
@@ -3136,8 +3191,8 @@ def senkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="KalmanFilterFormula16"
                 returnSerieAsArrayMatrix = True )
         #
         # Mean of forecast and observation of forecast
-        Xfm  = Xn_predicted.mean(axis=1, dtype=mfp).astype('float').reshape((__n,1))
-        Hfm  = HX_predicted.mean(axis=1, dtype=mfp).astype('float').reshape((__p,1))
+        Xfm  = EnsembleMean( Xn_predicted )
+        Hfm  = EnsembleMean( HX_predicted )
         #
         #--------------------------
         if VariantM == "KalmanFilterFormula05":
@@ -3177,7 +3232,11 @@ def senkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="KalmanFilterFormula16"
                 selfA._parameters["InflationFactor"],
                 )
         #
-        Xa = Xn.mean(axis=1, dtype=mfp).astype('float').reshape((__n,1))
+        if Hybrid == "E3DVAR":
+            betaf = selfA._parameters["HybridCovarianceEquilibrium"]
+            Xn = Apply3DVarRecentringOnEnsemble(Xn, EMX, Ynpu, HO, R, B, betaf)
+        #
+        Xa = EnsembleMean( Xn )
         #--------------------------
         selfA._setInternalState("Xn", Xn)
         selfA._setInternalState("seed", numpy.random.get_state())
@@ -3191,7 +3250,7 @@ def senkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="KalmanFilterFormula16"
             or selfA._toStore("InnovationAtCurrentAnalysis") \
             or selfA._toStore("SimulatedObservationAtCurrentAnalysis") \
             or selfA._toStore("SimulatedObservationAtCurrentOptimum"):
-            _HXa = numpy.asmatrix(numpy.ravel( H((Xa, Un)) )).T
+            _HXa = numpy.ravel( H((Xa, Un)) ).reshape((-1,1))
             _Innovation = Ynpu - _HXa
         #
         selfA.StoredVariables["CurrentIterationNumber"].store( len(selfA.StoredVariables["Analysis"]) )
@@ -3223,8 +3282,8 @@ def senkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q, VariantM="KalmanFilterFormula16"
             or selfA._toStore("CostFunctionJo") \
             or selfA._toStore("CurrentOptimum") \
             or selfA._toStore("APosterioriCovariance"):
-            Jb  = float( 0.5 * (Xa - Xb).T * BI * (Xa - Xb) )
-            Jo  = float( 0.5 * _Innovation.T * RI * _Innovation )
+            Jb  = float( 0.5 * (Xa - Xb).T * (BI * (Xa - Xb)) )
+            Jo  = float( 0.5 * _Innovation.T * (RI * _Innovation) )
             J   = Jb + Jo
             selfA.StoredVariables["CostFunctionJb"].store( Jb )
             selfA.StoredVariables["CostFunctionJo"].store( Jo )
@@ -3285,9 +3344,9 @@ def std3dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
     Ha = HO["Adjoint"].appliedInXTo
     #
     if HO["AppliedInX"] is not None and "HXb" in HO["AppliedInX"]:
-        HXb = Hm( Xb, HO["AppliedInX"]["HXb"] )
+        HXb = numpy.asarray(Hm( Xb, HO["AppliedInX"]["HXb"] ))
     else:
-        HXb = Hm( Xb )
+        HXb = numpy.asarray(Hm( Xb ))
     HXb = HXb.reshape((-1,1))
     if Y.size != HXb.size:
         raise ValueError("The size %i of observations Y and %i of observed calculation H(X) are different, they have to be identical."%(Y.size,HXb.size))
@@ -3307,12 +3366,12 @@ def std3dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
     # Définition de la fonction-coût
     # ------------------------------
     def CostFunction(x):
-        _X  = numpy.ravel( x ).reshape((-1,1))
+        _X  = numpy.asarray(x).reshape((-1,1))
         if selfA._parameters["StoreInternalVariables"] or \
             selfA._toStore("CurrentState") or \
             selfA._toStore("CurrentOptimum"):
             selfA.StoredVariables["CurrentState"].store( _X )
-        _HX = Hm( _X ).reshape((-1,1))
+        _HX = numpy.asarray(Hm( _X )).reshape((-1,1))
         _Innovation = Y - _HX
         if selfA._toStore("SimulatedObservationAtCurrentState") or \
             selfA._toStore("SimulatedObservationAtCurrentOptimum"):
@@ -3350,8 +3409,8 @@ def std3dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
         return J
     #
     def GradientOfCostFunction(x):
-        _X      = x.reshape((-1,1))
-        _HX     = Hm( _X ).reshape((-1,1))
+        _X      = numpy.asarray(x).reshape((-1,1))
+        _HX     = numpy.asarray(Hm( _X )).reshape((-1,1))
         GradJb  = BI * (_X - Xb)
         GradJo  = - Ha( (_X, RI * (Y - _HX)) )
         GradJ   = numpy.ravel( GradJb ) + numpy.ravel( GradJo )
@@ -3524,18 +3583,18 @@ def std4dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
     def Un(_step):
         if U is not None:
             if hasattr(U,"store") and 1<=_step<len(U) :
-                _Un = numpy.asmatrix(numpy.ravel( U[_step] )).T
+                _Un = numpy.ravel( U[_step] ).reshape((-1,1))
             elif hasattr(U,"store") and len(U)==1:
-                _Un = numpy.asmatrix(numpy.ravel( U[0] )).T
+                _Un = numpy.ravel( U[0] ).reshape((-1,1))
             else:
-                _Un = numpy.asmatrix(numpy.ravel( U )).T
+                _Un = numpy.ravel( U ).reshape((-1,1))
         else:
             _Un = None
         return _Un
     def CmUn(_xn,_un):
         if Cm is not None and _un is not None: # Attention : si Cm est aussi dans M, doublon !
             _Cm   = Cm.reshape(_xn.size,_un.size) # ADAO & check shape
-            _CmUn = _Cm * _un
+            _CmUn = (_Cm @ _un).reshape((-1,1))
         else:
             _CmUn = 0.
         return _CmUn
@@ -3563,26 +3622,26 @@ def std4dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
     selfA.DirectCalculation = [None,] # Le pas 0 n'est pas observé
     selfA.DirectInnovation  = [None,] # Le pas 0 n'est pas observé
     def CostFunction(x):
-        _X  = numpy.asmatrix(numpy.ravel( x )).T
+        _X  = numpy.asarray(x).reshape((-1,1))
         if selfA._parameters["StoreInternalVariables"] or \
             selfA._toStore("CurrentState") or \
             selfA._toStore("CurrentOptimum"):
             selfA.StoredVariables["CurrentState"].store( _X )
-        Jb  = float( 0.5 * (_X - Xb).T * BI * (_X - Xb) )
+        Jb  = float( 0.5 * (_X - Xb).T * (BI * (_X - Xb)) )
         selfA.DirectCalculation = [None,]
         selfA.DirectInnovation  = [None,]
         Jo  = 0.
         _Xn = _X
         for step in range(0,duration-1):
             if hasattr(Y,"store"):
-                _Ynpu = numpy.asmatrix(numpy.ravel( Y[step+1] )).T
+                _Ynpu = numpy.ravel( Y[step+1] ).reshape((-1,1))
             else:
-                _Ynpu = numpy.asmatrix(numpy.ravel( Y )).T
+                _Ynpu = numpy.ravel( Y ).reshape((-1,1))
             _Un = Un(step)
             #
             # Etape d'évolution
             if selfA._parameters["EstimationOf"] == "State":
-                _Xn = Mm( (_Xn, _Un) ) + CmUn(_Xn, _Un)
+                _Xn = Mm( (_Xn, _Un) ).reshape((-1,1)) + CmUn(_Xn, _Un)
             elif selfA._parameters["EstimationOf"] == "Parameters":
                 pass
             #
@@ -3591,16 +3650,16 @@ def std4dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
             #
             # Etape de différence aux observations
             if selfA._parameters["EstimationOf"] == "State":
-                _YmHMX = _Ynpu - numpy.asmatrix(numpy.ravel( Hm( (_Xn, None) ) )).T
+                _YmHMX = _Ynpu - numpy.ravel( Hm( (_Xn, None) ) ).reshape((-1,1))
             elif selfA._parameters["EstimationOf"] == "Parameters":
-                _YmHMX = _Ynpu - numpy.asmatrix(numpy.ravel( Hm( (_Xn, _Un) ) )).T - CmUn(_Xn, _Un)
+                _YmHMX = _Ynpu - numpy.ravel( Hm( (_Xn, _Un) ) ).reshape((-1,1)) - CmUn(_Xn, _Un)
             #
             # Stockage de l'état
             selfA.DirectCalculation.append( _Xn )
             selfA.DirectInnovation.append( _YmHMX )
             #
             # Ajout dans la fonctionnelle d'observation
-            Jo = Jo + 0.5 * float( _YmHMX.T * RI * _YmHMX )
+            Jo = Jo + 0.5 * float( _YmHMX.T * (RI * _YmHMX) )
         J = Jb + Jo
         #
         selfA.StoredVariables["CurrentIterationNumber"].store( len(selfA.StoredVariables["CostFunctionJ"]) )
@@ -3626,7 +3685,7 @@ def std4dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
         return J
     #
     def GradientOfCostFunction(x):
-        _X      = numpy.asmatrix(numpy.ravel( x )).T
+        _X      = numpy.asarray(x).reshape((-1,1))
         GradJb  = BI * (_X - Xb)
         GradJo  = 0.
         for step in range(duration-1,0,-1):
@@ -3777,6 +3836,7 @@ def stdkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
         RI = R.getI()
     #
     __n = Xb.size
+    nbPreviousSteps  = len(selfA.StoredVariables["Analysis"])
     #
     if len(selfA.StoredVariables["Analysis"])==0 or not selfA._parameters["nextStep"]:
         Xn = Xb
@@ -3805,19 +3865,19 @@ def stdkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
         #
         if U is not None:
             if hasattr(U,"store") and len(U)>1:
-                Un = numpy.asmatrix(numpy.ravel( U[step] )).T
+                Un = numpy.ravel( U[step] ).reshape((-1,1))
             elif hasattr(U,"store") and len(U)==1:
-                Un = numpy.asmatrix(numpy.ravel( U[0] )).T
+                Un = numpy.ravel( U[0] ).reshape((-1,1))
             else:
-                Un = numpy.asmatrix(numpy.ravel( U )).T
+                Un = numpy.ravel( U ).reshape((-1,1))
         else:
             Un = None
         #
         if selfA._parameters["EstimationOf"] == "State": # Forecast + Q and observation of forecast
-            Xn_predicted = Mt * Xn
+            Xn_predicted = Mt @ Xn
             if Cm is not None and Un is not None: # Attention : si Cm est aussi dans M, doublon !
                 Cm = Cm.reshape(__n,Un.size) # ADAO & check shape
-                Xn_predicted = Xn_predicted + Cm * Un
+                Xn_predicted = Xn_predicted + Cm @ Un
             Pn_predicted = Q + Mt * (Pn * Ma)
         elif selfA._parameters["EstimationOf"] == "Parameters": # Observation of forecast
             # --- > Par principe, M = Id, Q = 0
@@ -3825,13 +3885,13 @@ def stdkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
             Pn_predicted = Pn
         #
         if selfA._parameters["EstimationOf"] == "State":
-            HX_predicted = Ht * Xn_predicted
+            HX_predicted = Ht @ Xn_predicted
             _Innovation  = Ynpu - HX_predicted
         elif selfA._parameters["EstimationOf"] == "Parameters":
-            HX_predicted = Ht * Xn_predicted
+            HX_predicted = Ht @ Xn_predicted
             _Innovation  = Ynpu - HX_predicted
             if Cm is not None and Un is not None: # Attention : si Cm est aussi dans H, doublon !
-                _Innovation = _Innovation - Cm * Un
+                _Innovation = _Innovation - Cm @ Un
         #
         Kn = Pn_predicted * Ha * numpy.linalg.inv(R + numpy.dot(Ht, Pn_predicted * Ha))
         Xn = Xn_predicted + Kn * _Innovation
@@ -3872,8 +3932,8 @@ def stdkf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
             or selfA._toStore("CostFunctionJo") \
             or selfA._toStore("CurrentOptimum") \
             or selfA._toStore("APosterioriCovariance"):
-            Jb  = float( 0.5 * (Xa - Xb).T * BI * (Xa - Xb) )
-            Jo  = float( 0.5 * _Innovation.T * RI * _Innovation )
+            Jb  = float( 0.5 * (Xa - Xb).T * (BI * (Xa - Xb)) )
+            Jo  = float( 0.5 * _Innovation.T * (RI * _Innovation) )
             J   = Jb + Jo
             selfA.StoredVariables["CostFunctionJb"].store( Jb )
             selfA.StoredVariables["CostFunctionJo"].store( Jo )
@@ -3980,6 +4040,7 @@ def uskf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
         RI = R.getI()
     #
     __n = Xb.size
+    nbPreviousSteps  = len(selfA.StoredVariables["Analysis"])
     #
     if len(selfA.StoredVariables["Analysis"])==0 or not selfA._parameters["nextStep"]:
         Xn = Xb
@@ -4025,7 +4086,7 @@ def uskf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
                 XEtnnpi = numpy.asarray( Mm( (Xnp[:,point], Un) ) ).reshape((-1,1))
                 if Cm is not None and Un is not None: # Attention : si Cm est aussi dans M, doublon !
                     Cm = Cm.reshape(Xn.size,Un.size) # ADAO & check shape
-                    XEtnnpi = XEtnnpi + Cm * Un
+                    XEtnnpi = XEtnnpi + Cm @ Un
             elif selfA._parameters["EstimationOf"] == "Parameters":
                 # --- > Par principe, M = Id, Q = 0
                 XEtnnpi = Xnp[:,point]
@@ -4063,7 +4124,7 @@ def uskf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
         _Innovation  = Ynpu - Yncm.reshape((-1,1))
         if selfA._parameters["EstimationOf"] == "Parameters":
             if Cm is not None and Un is not None: # Attention : si Cm est aussi dans H, doublon !
-                _Innovation = _Innovation - Cm * Un
+                _Innovation = _Innovation - Cm @ Un
         #
         Kn = Pxyn * Pyyn.I
         Xn = Xncm.reshape((-1,1)) + Kn * _Innovation
@@ -4104,7 +4165,7 @@ def uskf(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
             or selfA._toStore("CostFunctionJo") \
             or selfA._toStore("CurrentOptimum") \
             or selfA._toStore("APosterioriCovariance"):
-            Jb  = float( 0.5 * (Xa - Xb).T * BI * (Xa - Xb) )
+            Jb  = float( 0.5 * (Xa - Xb).T * (BI * (Xa - Xb)) )
             Jo  = float( 0.5 * _Innovation.T * (RI * _Innovation) )
             J   = Jb + Jo
             selfA.StoredVariables["CostFunctionJb"].store( Jb )
@@ -4165,19 +4226,18 @@ def van3dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
     BT = B.getT()
     RI = R.getI()
     #
-    Xini = numpy.zeros(Xb.shape)
+    Xini = numpy.zeros(Xb.size)
     #
     # Définition de la fonction-coût
     # ------------------------------
     def CostFunction(v):
-        _V = numpy.asmatrix(numpy.ravel( v )).T
-        _X = Xb + B * _V
+        _V = numpy.asarray(v).reshape((-1,1))
+        _X = Xb + (B @ _V).reshape((-1,1))
         if selfA._parameters["StoreInternalVariables"] or \
             selfA._toStore("CurrentState") or \
             selfA._toStore("CurrentOptimum"):
             selfA.StoredVariables["CurrentState"].store( _X )
-        _HX = Hm( _X )
-        _HX = numpy.asmatrix(numpy.ravel( _HX )).T
+        _HX = numpy.asarray(Hm( _X )).reshape((-1,1))
         _Innovation = Y - _HX
         if selfA._toStore("SimulatedObservationAtCurrentState") or \
             selfA._toStore("SimulatedObservationAtCurrentOptimum"):
@@ -4185,8 +4245,8 @@ def van3dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
         if selfA._toStore("InnovationAtCurrentState"):
             selfA.StoredVariables["InnovationAtCurrentState"].store( _Innovation )
         #
-        Jb  = float( 0.5 * _V.T * BT * _V )
-        Jo  = float( 0.5 * _Innovation.T * RI * _Innovation )
+        Jb  = float( 0.5 * _V.T * (BT * _V) )
+        Jo  = float( 0.5 * _Innovation.T * (RI * _Innovation) )
         J   = Jb + Jo
         #
         selfA.StoredVariables["CurrentIterationNumber"].store( len(selfA.StoredVariables["CostFunctionJ"]) )
@@ -4215,9 +4275,9 @@ def van3dvar(selfA, Xb, Y, U, HO, EM, CM, R, B, Q):
         return J
     #
     def GradientOfCostFunction(v):
-        _V = v.reshape((-1,1))
+        _V = numpy.asarray(v).reshape((-1,1))
         _X = Xb + (B @ _V).reshape((-1,1))
-        _HX     = Hm( _X ).reshape((-1,1))
+        _HX     = numpy.asarray(Hm( _X )).reshape((-1,1))
         GradJb  = BT * _V
         GradJo  = - Ha( (_X, RI * (Y - _HX)) )
         GradJ   = numpy.ravel( GradJb ) + numpy.ravel( GradJo )