▼ 

L'intérêt croissant pour les technologies Web génère de nouveaux défis. Le format XML s'est imposé comme une référence pour le stockage et l'échange de données. Certains documents XML ont acquis une taille telle, qu'il est inefficace voire impossible de les stocker en mémoire centrale. Cela amène à repenser les algorithmes prévus pour traiter ces documents. Une solution consiste à considérer un document XML comme un flux, qui correspond à une lecture unidirectionnelle de ce document. Ce flux est alors traité à la volée. Ainsi le document n'est jamais stocké en mémoire centrale, et uniquement les parties utiles y sont mémorisées. L'un des traitements effectués sur les fichiers XML est la sélection d'information par des requêtes. Ceci constitue une étape de base pour la transformation de documents XML, permettant ainsi à des applications utilisant différents schémas XML d'échanger des informations. Cette thèse étudie l'évaluation de requêtes sur des flux XML. Deux formalismes de requêtes sont considérés· le standard XPath, et les automates d'arbres Pour cela, une mesure de la faculté d'une requête à être évaluée sur des flux XML est introduite. A l'aune de cette mesure, les requêtes XPath et par automates ne sont pas adaptées à une évaluation de flux XML. Pour chacun des deux formalismes de requêtes, de larges fragments adaptés à ce type d'évaluation sont définis et étudiés. Pour les requêtes par automates d'arbres, deux autres critères liés à l'évaluation de flux XML sont montrés décidables en temps polynomial

The growing interest for Web technologies leads to new challenges. XML is now a reference for storing and exchanging data. Some XML documents are now so large, that il is inefficient or even impossible to store them in main memory. This calls for new paradigms to treat these data. One of them consists in considering an XML document as a stream, corresponding to a one-way reading of this document. This stream is then processed on-the-f1y. Hence the document is never stored in main memory, and only the useful parts are memorized. One task of XML processing is to retrieve information, using queries. This is the base step for XML document transformation, that allows applications using distinct XML schemas to exchange data. This thesis studies the query answering problem on XML streams. Two query classes are considered: the XPath standard, and tree automata. For this purpose, a measure of streamability of a query is introduced. This one shows that queries defined by XPath expressions or tree automata are not streamable. For both query formalisms, large streamable fragments are introduced and studied. For queries defined by tree automata, Iwo other streamability criteria are proved to be decidable in polynomial time.

Advisors/Committee Members: Niehren, Joachim (thesis director), Tison, Sophie (thesis director).

▼ 

Ce travail contribue à l'acquisition des connaissances sur les mécanismes et les facteurs contrôlant le transfert des éléments traces dans le système sol-nappes d'eaux souterraines. Le nombre de plus en plus important de sols contaminés par les éléments traces potentiellement toxiques suite aux activités industries a reçu beaucoup d'attention au cours des deux dernières décennies. Les polluants accumulés dans ces sols peuvent alors être transférés dans différents compartiments de l'environnement en fonction de leur origine, leur spéciation et les conditions physico-chimiques et biologiques du milieu. Ainsi, une des problématiques est la pollution des nappes d'eau souterraine par ces éléments traces. Les flux massiques d'éléments traces dans les sols vers les nappes d'eau souterraines sont un paramètre d'entrée important pour prévoir le devenir des pollutions des aquifères et donc à évaluer le potentiel de la contamination des ressources en eau potable. L’objectif de cette thèse a été de proposer une méthode de mesure des flux en laboratoire qui permette de simuler au mieux les conditions naturelles des transferts des éléments traces vers les nappes. Pour cela, nous avons mis au point une colonne de laboratoire non-saturée. Cette colonne a été testée dans différentes conditions de lixiviation, comparée aux méthodes de lixiviations normées et testée en condition d’immobilisation des éléments traces lors de l’apport d’amendements. Dans un premier temps, la colonne de laboratoire permet de diminuer l’erreur sur l’estimation des flux. Elle permet des mettre en évidence des phénomènes de sorption, désorption et complexation des éléments traces sur les substrats, contrôlant ainsi les transferts verticaux.Dans un deuxième temps nous avons évaluer l’effet d’amendements minéraux sur la mobilité des éléments traces sur deux sols contaminés par des extractions chimiques. Nous avons ensuite étudié la lixiviation de ces éléments suite à l’apport d’amendements: de l’hydroxyapatite et de la Grenaille d’acier dans ces deux sols en utilisant les colonnes de sol développés précédemment. L'étude de la localisation des éléments traces sur les minéraux nouvellement formés suite à l'apport de ces amendements minéraux et leur interaction avec les constituants minéraux d'origine des sols (microscopie couplé à des spectromètres de fluorescence X) nous a permis de comprendre et de déterminer les réactions mis en jeu au cours de la lixiviation de ces éléments. Ainsi, l’apport d’hydroxyapatite (HA) et de Grenaille d’acier (GA) ont permis de diminuer significativement les concentrations en Cd, Zn dans les lixiviats. En revanche, l’apport de HA et GA aux sols augmente significativement la libération de As (dans le cas de HA) et Pb suite a l’apport de GA et HA. Les phases minérales porteuses de ces éléments traces, ont pu être caractériser et ainsi les mécanismes responsables de l’immobilisation ou du relargage ont pu être identifiés.

This work contributes to the knowledge of the mechanisms and factors controlling the transfer of trace elements,…

Advisors/Committee Members: Atteia, Olivier (thesis director).

▼ 

L’électrification croissante des véhicules militaires va de pair avec la révolution « électrique » de ces dernières décennies. Aujourd’hui un véhicule militaire intègre plus de 120 consommateurs électriques. Cette évolution de l’électrification est également accompagnée de l’apparition de nouvelles fonctions comme le déplacement du blindé en mode furtif, animé grâce à une motorisation électrique. Dans ce contexte nous proposons de pré-dimensionner les différentes sources d’énergie du véhicule (dispositif de stockage, moteur, générateur, convertisseur). La transmission électrique est de type hybride parallèle mono-axe, l’arbre de sortie de la machine électrique est confondu avec l’arbre de sortie du moteur thermique. Ce choix est identique au prototype de véhicule blindé actuellement en étude. L’originalité des travaux repose sur le développement d’un modèle de l’emploi du véhicule pour sa phase d’utilisation la plus sensible, à savoir le combat de haute intensité. Ce modèle basé sur la matrice de Markov permet de générer aléatoirement de très nombreuses missions à partir d’une base de données enregistrée lors d’exercices d’entraînement au combat de haute intensité. Une seconde originalité réside dans la méthode de pré-dimensionnement proposée, associant le modèle d’emploi (statistique) aux modèles des flux de puissances décrivant le comportement du blindé. Le pré-dimensionnement obtenu est donc optimisé par rapport aux missions potentiellement réalisables par le véhicule.

Following the example of the civil automotive sector, the electrification of military vehicles has widely increased during the last decades. Today, a military armoured vehicle embeds more than 120 electrical consumers. New functionalities has appeared like the hybrid electrical propulsion mode that allows stealthy moves. In this context, we propose to size the different components of the electrical propulsion such as the electric motor/alternator, storage device, electronic power converter. The propulsion selected is of parallel hybrid type. The rotary shaft of the electric motor is of the same as the combustion engine’s. This choice is similar to an armoured vehicle prototype under development today. The first original contribution of this research is the design and the use of a predictive model for a mission scenario. This model has been developed for the most critical phase, which is the high intensity engagement. This model is based on a Markov matrix, that allows to produce a lot of different missions through a random process. Input data have been recorded during several high intensity combat real training sessions. A second original contribution is the calculation method proposed. It combines the statistical modelling of the missions with the modelling of the power flows that describe the vehicle behaviour. So, the results obtained are optimized with regard to the extended field of the possible vehicle missions.

Advisors/Committee Members: Guérin, Patrick (thesis director).

▼ 

L'objectif de ce travail est l'étude du procédé de pervaporation et plus particulièrement la compréhension des mécanismes de transfert de masse et de chaleur dans une membrane en polymère qualifiée de dense. Une meilleures compréhension des mécanismes permettrait de lever les verrous limitant le développement de ce procédé, comme les faibles flux de matière ainsi que l'origine et la quantité de chaleur nécessaire au transfert à travers la membrane. Pour cela, nous avons développé un dispositif expérimental qui permet de mesurer en simultané les densités de flux de matière et de chaleur. La configuration frontale statique de perméation du dispositif mis en place donne accès au profil de température du liquide d'alimentation. Ces données de température ont permis de calculer les densités de flux de chaleur engagées durant les expériences de pervaporation grâce à un calcul par méthode inverse couplé à une simulation STAR CCM+. La densité de flux de matière est mesurée par une nouvelle méthode. La nouvelle méthode utilise un capteur de pression situé dans le réservoir d'alimentation permettant de mesurer en continu la densité de flux de matière synchronisée avec la mesure des températures. Afin de simplifier au maximum les contraintes expérimentales, nous nous sommes restreints à la perméation de composés purs. La corrélation des deux flux mesurés nous a conduit à observer que la quantité de chaleur prise au fluide en amont pour pervaporer une unité de masse de liquide pur est inférieure à la quantité de chaleur nécessaire pour vaporiser ce même liquide. Elle représente 50 % de celle-ci dans le cas de l’eau et seulement 25 % dans le cas de l’éthanol.

The aim of this work is to study the pervaporation process and specifically to understand the mass and heat transport mechanisms in a dense polymeric membrane. A better understanding of these mechanisms would make it possible to improve the limiting parameters for the development of this process, such as the low mass fluxes as well as the origin and the quantity of heat required for transport through the membrane. In order to answer these questions, we have developed an experimental setup that allows simultaneous measurement of mass flux and heat flux density. The dead-end permeation of the setup developed gives access to the temperature profile of the liquid feed. These temperature data make possible the estimation of the heat flux densities engaged during the pervaporation experiments by means of an inverse computation coupled with a STAR CCM + simulation. The mass flux is measured by a new method in addition to the gravimetric method used as a reference. The new method uses a pressure sensor located in the feed tank to continuously measure the mass flux with 1Hz raw acquisition frequency synchronized with the temperature measurement. In order to simplify the experimental constraints, we applied only permeation of pure liquids. The correlation of the two fluxes (mass and heat density) measured led us to observe that the amount of heat taken to the feed side to…

Advisors/Committee Members: Carretier, Emilie (thesis director), Gardarein, Jean-Laurent (thesis director), Bonnet, Jean-Philippe (thesis director).

▼ 

Dans ce travail, un nouveau modèle de liaison avec critère de rupture de cisaillement non linéaire est d'abord proposé et mis en œuvre dans PFC pour décrire le comportement mécanique de matériaux granulaires cohésifs isotropes tels que le grès. Un grand nombre de tests de compression ont été effectués sur des échantillons 3D. Les résultats montrent que l'effet de la pression de confinement sur la résistance à la compression et le modèle de rupture est bien décrit par ce modèle de liaison. Les effets du chemin de chargement et de la contrainte principale intermédiaire sur la déformation et la rupture ont également été étudiés. Après avoir étendu les paramètres d'élasticité et de résistance, deux modèles de liaison sont couplés pour caractériser l'anisotropie de la résistance et de la déformation dans les matériaux cohésifs anisotropes tels que les roches sédimentaires. Une série de test de compression avec différents chemin de chargement ont été effectués et les résultats numériques sont en bon accord avec les données expérimentales, en particulier pour les propriétés de réponse élastique et de résistance. La transformation du mode de défaillance entre la couche de faiblesse et la matrice de roche sous différentes pressions de confinement a été bien décrite. De plus, le modèle de liaison proposé a été étendu pour étudier le processus de fracturation hydraulique dans les matériaux cohésifs. Un processus de propagation de fracture hydraulique représentatif a été présenté. Enfin, nous avons développé une méthode de reconstruction dimensionnelle de l'irrégularité de la forme des blocs et étudié ses effets sur les impacts des blocs en utilisant une approche basée sur l'énergie.

In this work, a new bond model with nonlinear shear failure criterion is first proposed and implemented in PFC for describing mechanical behavior of isotropic cohesive granular materials such as sandstone. A large number of compression tests have been performed on 3D samples. The results show that the effect of confining pressure on compressive strength and failure pattern is well described by the proposed bond model. Effects of loading path and the intermediate principal stress on deformation and failure have been also investigated. After further extending parameters on elastic and strength, two bond models: the proposed bond model and the improved smooth joint model, are coupled to character the anisotropy of strength and deformation in anisotropic cohesive materials such as sedimentary rocks. A series of conventional triaxial compression tests with different loading paths have been performed and numerical results are in good agreement with experimental data, especially for elastic response and strength properties. The failure mode transformation between weakness layer and rock matrix under different confining pressures has been well described. Furthermore, the proposed bond model has been extended to study hydraulic fracturing process in cohesive materials. A representative hydraulic fracture propagation process has been presented. Influences…

Advisors/Committee Members: Saxcé, Géry de (thesis director), Shao, Jianfu (thesis director).

▼ 

[pt] Esta pesquisa tem por objetivo analisar as medidas de proteção aplicadas em casos de abuso sexual no I Conselho Tutelar de Duque de Caxias e sua relação com a garantia de direitos de crianças e adolescentes. Para tal, realizou-se uma pesquisa documental a partir dos registros em prontuários de 24 (vinte e quatro) casos iniciados em 2014, que continham a tipificação de violação caracterizada como abuso sexual. Buscou-se acompanhar os desdobramentos das medidas de proteção, o caminho percorrido pelos envolvidos desde a denúncia ou notificação, com ênfase no contexto de proteção versus violação dos direitos das alegadas vítimas e seus familiares, a partir da contrarreferência dos demais segmentos do Sistema de Garantia de Direitos de Crianças e Adolescentes (SGD), materializada em documentos enviados ao Conselho Tutelar. A análise dos dados indica a necessidade de qualificação de profissionais que atuam no SGD para melhor sistematização dos registros, bem como estabelecimento e efetivação de um fluxo a ser seguido em casos de abuso sexual de crianças e adolescentes. Permite ainda concluir que a comunicação recíproca entre os segmentos que integram o SGD – referência e contrarreferência – concorre para redução das fragilidades no atendimento e da ocorrência de revitimização, fortalecendo a atuação em rede na busca da garantia de direitos.

[en] This research has for objective to analyze the applied protective measures in cases of sexual abuse in the I Guardian Council of Duque de Caxias and its relation ship with the warranty of children and adolescent s rights. For such purpose, It was conducted a documental research starting from the registrations in handbooks of 26 (twenty-six) initiate cases in 2014, that contained the violation s typification characterizedas sexual abuse. It was sought to accompany the unfoldings of the protection measures, the way traveled for the involved since the accusation or notification, withem phasis in the contexto protection versus violation of theal legedvictims right sand their relatives, starting from the counterreference of the other segmentsofthe System of Warranty of Children and Adolescent s rights (SGDCA), materialized in documents sentto Guardian Council. The analysis of the data indicates the need of professionals qualification that act in SGD for better systemization of the registrations, as well as establishment and efetivation of a flow to befollowed in cases of children s sexual abuse and adolescents. It stills allow stoend that the reciprocal communication among the segments that integrate SGD – reference and counterreference - it competes for reduction of the fragilities in the servisse and of the revictimization occurrence, streng thening the performance in net in the search of the warranty of rights.

Advisors/Committee Members: ANTONIO CARLOS DE OLIVEIRA.

▼ Dans le monde du Web, on retrouve les formats RSS et Atom (feeds) qui sont, sans doute, les formats XML les plus populaires et les plus utilisés. Ces formats permettent aux, entre autres, communautés Web, industriels, et services web de publier et d’échanger des documents XML. En outre, ils permettent à un utilisateur de consulter librement des données/informations sans avoir à basculer d’un site à un autre, et cela à l'aide d’applications logicielles. Dans ce cas, l'utilisateur enregistre ses fournisseurs de flux favoris, chaque fournisseur diffuse la liste des nouveaux éléments qui ont été modifiés depuis le dernier téléchargement. Cependant, l'enregistrement d'un certain nombre de sources de flux dans un agrégateur de flux engendre à la fois des problèmes d'hétérogénéité (à cause des différences structurelles et de contenu) et des problèmes de surcharges d’information. Par ailleurs, aucun des agrégateurs de flux existants n’offre une approche qui intègre (ou fusionne) les flux en tenant compte de leurs similarités, du contexte de l’utilisateur et de ses préférences. Dans cette thèse, nous proposons un framework formel qui permet de traiter l'hétérogénéité, l'intégration et l'interrogation des flux d’actualités. Ce framework est fondé sur une représentation arborescente d'un flux et possède trois éléments principaux qui sont les suivants: comparateur de flux, intégrateur de flux, et processeur de requêtes. Le comparateur de flux permet de mesurer le degré de similarité entre deux éléments/flux en utilisant une base de connaissance intégrant une approche ascendante et progressive. Nous proposons une mesure de similarité à base de concept capable de calculer la similarité entre les flux selon le nombre de leurs concepts communs (et différents) et leurs proximités sémantiques. Nous montrons également comment définir et identifier la relation exclusive entre deux textes ou éléments. L’intégrateur de flux permet de fusionner plusieurs flux provenant de différentes sources tout en tenant compte du contexte de l’utilisateur. Nous montrons dans notre étude comment représenter le contexte d’utilisateur ainsi que ses préférences. Nous fournissons un ensemble prédéfini de règles de fusion qui peuvent être enrichies et adaptées par chaque utilisateur. Quant au processeur de requêtes, il se base sur une étude formelle et plus précisément sur une algèbre dédiée à la fusion des flux continus d’actualités que nous proposons ici. Les opérateurs proposés dans cette algèbre sont aidés par des fonctions à base de similarité. Nous catégorisons les opérateurs de flux selon trois catégories: opérateurs d'extraction, opérateurs ensemblistes et opérateur de fusion. Nous montrons que l’opérateur de fusion généralise l’opération de jointure et les opérateurs ensemblistes. Nous fournissons également un ensemble de règles de réécriture et d'équivalence de requêtes pour la simplification et l’optimisation des requêtes. Enfin, nous présentons un prototype nommé «Easy RSS Manager» (EasyRSSManager). Ce prototype est un lecteur sémantique de flux… Advisors/Committee Members: Yétongnon, Kokou (thesis director), Chbeir, Richard (thesis director).

▼ 

This thesis discusses the theoretical and numerical solutions of the magnetohydrodynamic effects on the free convective flow, past an impulsively started moving semi-infinite vertical cylinder, in the presence of heat and mass transfer with/without thermal radiation or chemical reaction and various boundary conditions. Initially, the cylinder and the fluid are of the same temperature and concentration. The governing equations of free convection are simplified by invoking the boundary layer at the Boussinesq s approximations. The governing equations are transformed into a dimensionless form, by using suitable non-dimensional quantities. The effects of the velocity, temperature and concentration fields in the transient and steady-state are studied for various parameters, like the magnetic field, radiation, chemical reaction and time, presented in the form of graphs and tables. The numerical solution of the magnetohydrodynamic effects on the unsteady natural convection flow of a viscous incompressible fluid past an impulsively started semi-infinite vertical cylinder in the presence of heat and mass transfer has been discussed for the boundary conditions of (i) temperature oscillation and (ii) uniform heat and mass flux. The stability of the finite difference scheme of the Crank-Nicolson type is analyzed, using the Von-Neumann technique. The numerical results are presented in the form of graphs for various values of the parameters. In order to ascertain the accuracy of the numerical results, the present studies are compared with the available theoretical solutions in the literature, and they are found to be in good agreement. The present work is more concerned with the transient part. The time taken to reach the steady state is observed for various values of parameters. The fluid considered in this study is air. The effects of the velocity, temperature and the concentration fields in the transient and steady state are studied. The local and average values of the skin-friction, Nusselt number and Sherwood number are

Advisors/Committee Members: Loganathan P.

▼ Tato práce je zaměřena na návrh motoru s axiálním magnetickým tokem tak, aby bylo možné tento motor použít jako přímý pohon čerpadla srdeční náhrady. Tato práce je rozdělena do několika částí, přičemž nejdříve se zabývá popisem možných konstrukcí axiálních motorů. Následně je v práci popsána volba vhodného typu motoru, přičemž byl vybrán motor s bezželezným statorem. Dále je v práci proveden analytický výpočet vlastností motoru. Vypočítané parametry jsou následně ověřovány softwarovými prostředky pomocí metody konečných prvků. Nakonec byl celý motor vyroben a měřením byly ověřeny jeho reálné vlastnosti.; This thesis aims to design a motor with axial magnetic flux, which could be used as a direct propeller of heart replacement pump. It is divided into several parts, first of which deals with describing possible axial motors construction design. Next follows up the description of possible motor designs, from which the non-ferrous one was chosen. After that, an analytic calculation of motor’s properties is conducted. Calculated parameters are thereafter verified by software tools using finite element method. Finally, the whole motor was manufactured and had its parameters tested and verified. Advisors/Committee Members: Huzlík, Rostislav (advisor).

▼ Tato práce se zabývá elektrickými stroji s axiálním magnetickým tokem. Práce je rozdělena na čtyři části. V první části jsou popsány základný druhy konstrukce těchto strojů a jejich základní vlastnosti. V druhé části se práce zabývá návrhem stroje s axiálním magnetickým tokem. Výpočet tohoto stroje je poté ověřen pomocí výpočtu metody konečných prvků v programu Ansys Maxwell. V poslední část práce jsou předchozí výpočty ověřeny praktickým měřením axiálního stroje. Na závěr jsou výsledky analytického výpočtu, simulace a měření porovnány.; This thesis deals with axial flux permanent magnet machines. It is divided into four parts. The first one describes how axial-flux machines can be categorized. It also explains basic construction designs and their properties. Second part focuses on designing axial-flux machine. The analytical calculation of the machine is then checked using finite element method in software Ansys Maxwell. In the last part the calculations are also checked by measurement of an actual axial flux machine. In the summary is a comparison of analytical calculation, simulation and measuring. Advisors/Committee Members: Huzlík, Rostislav (advisor).

▼ 

Ce manuscrit présente mon travail de thèse portant sur le détecteur de photons niques electron-bpmbarded CMOS (ebCMOS) à haute cadence de lecture (500 images/seconde). La première partie compare trois détecteurs ultra-sensibles et leurs méthodes d'amélioration de la sensibilité au photon : le CMOS bas bruit sCMOS), l'électron-multiplying CCD (emCCD) à multiplication du signal apr pixel et l'ebCMOS à amplification par application d'un champ électrique. La méthode de mesure de l'impact intra-pixel des photons sur le détecteur ebCMOS est présentée. La seconde partie compare la précision de localisation de ces trois détecteurs dans des conditions extrêmes de très bas flux de phtons (<10 photons/image). La limite théoriques est d'abord calculée à l'aide de la limite inférieure de Cramér-Rao pour ces jeux de paramètres significatifs. Une comparaison expérimentale des trois détecteurs est ensuite décrite. Le montage permet la création d'un ou plusieurs points d'accès contrôlés en position, nombre de photons et bruit de fond. Les résultats obtenus permettent une comparaison de l'efficacité, de la pureté et de la précision de localisation des sources. La dernière partie décrit deux expériences réalisées avec la caméra ebCMOS. La première consiste au suivi des nano-cristaux libres (D>10 µm2/s) au centre Nanoptec avec l''équipe de Christophe Dujardin. La seconde s'intéresse à la nage de bactéries en surface à l'Institu Joliot curie avec l'équipe de Laurence Lemelle. L'algorithme de suivi de sources ponctuelles au photon unique avec l'implémentation d'un filtre de Kalman est aussi décrit.

This manuscript presents my thesis on the high frame rate (500 frames/second) single-photon detector electron-bombraded CMOS (ebCMOS). The first section compares three ultra-sensitive detectors and their methods for improving photon sensitivity : the CMOS low noise (sCMOS), the electron-multiplying CCD (emCCD) with signal multiplication by pixel and the ebCMOS with amplification by applied electric field. The method developped to detected single photon impacts with intra-pixel resolution on the ebCMOS sensor is presented. The second section compares the localization accuracy of these detectors in extreme conditions of very low photon flux (<10 photons/ frame). First the theoretical limit is calculated using the Cramér-Rao lower bound for significant parameter sets. An experimental comparaison of the detectors is then described. The setup provides of one or more point sources controlled in position, signal and background noise. The results allow a comparison of the experimental effectiveness, purity and localization accuracy. The last section describes two experiments with the ebCMOS camera. The first aims to track hundreds of quantum dots simultaneously at the Nanoptec center with the team of Christophe Dujardin. The second focuses on the swimming of bacteria at the surface at the Jolio Curie Institute with the team of Laurence Lemelle. The point sources tracking algorithm using single photons and the Kalman filter implementation developed…

Advisors/Committee Members: Barbier, Rémi (thesis director).

▼ 

Ce travail propose deux flots de conception complémentaires permettant le broadcast d’un bitstream partiel vers un ensemble de Régions Partiellement Reconfigurables (RPRs) identiques. Ces deux flots de conception sont applicables avec les FPGAs – Xilinx. Le premier appelé ADForMe (Automatic DPPR Flow For Multi-RPRs Architecture) permet l’automatisation du flot traditionnel de la RDP de Xilinx grâce à l’automatisation de la phase de floorplanning. Ce floorplanning est assuré par l’algorithme AFLORA (Automatic Floorplanning For Multi-RPRs Architectures) que nous avons conçu qui permet l'allocation identique de ces RPRs en termes de forme géométrique en tenant compte des paramètres technologiques du FPGA et des paramètres architecturaux de la conception dans le but de permettre la relocalisation de bitstream. Le deuxième flot proposé vise à favoriser la technique de relocalisation 1D et 2D afin de permettre le broadcast d’un bitstream partiel (fonctionnalité) vers un ensemble de RPRs pour une configuration du système. Ce flot permet donc l’optimisation de la taille de la mémoire de bitstream. Nous avons également proposé une architecture matérielle adéquate capable d’effectuer ce broadcast. Les résultats expérimentaux ont été effectués sur les FPGAs-Xilinx récents et ont prouvé la rapidité d’exécution de notre algorithme AFLORA ainsi que l’efficacité des résultats obtenus suite à l’application du flot d’automatisation de la relocalisation de bitstream. Ces deux flots permettent d’assurer la flexibilité et la réutilisabilité des composants IPs intégrés dans les architectures à Multi-RPRs afin de réduire la complexité en termes de temps de conception et d’améliorer productivité des concepteurs.

This work proposes two complementary design flows allowing the broadcast of a partial bitstream to a set of identical Partially Reconfigurable Regions (PRRs). These two design flows are applicable with FPGAs - Xilinx. The first one called ADForMe (Automatic DPPR Flow For Multi-RPRs Architecture) allows the automation of the traditional flow of Xilinx RDP through the automation of the floorplanning phase. This floorplanning is carried out by the AFLORA (Automatic Floorplanning For Multi-RPRs Architectures) algorithm which we have designed that allows the same allocation of these RPRs in terms of geometric shape taking into account the technological parameters of the FPGA and the architectural parameters of the design in order to allow the relocation of bitstream. The second proposed flow aims to promote the 1D and 2D relocation technique in order to allow the broadcast of a partial bitstream (functionality) to a set of RPRs for a system configuration. Therefore, this flow allows optimizing the size of the bitstream memory. We have also proposed suitable hardware architecture capable of performing this broadcast. The experimental results have been performed on the recent Xilinx FPGAs and have proved the speed of execution of our AFLORA algorithm as well as the efficiency of the results obtained by the application of the automation…

Advisors/Committee Members: Dekeyser, Jean-Luc (thesis director), Ben Atitallah, Rabie (thesis director).

▼ 

Les travaux présentés dans cette thèse se focalisent sur des machines électriques fonctionnant sur le principe de la commutation du flux. Nous étudions des topologies excitées par des aimants permanents, des bobinages DC ou encore hybride (structure à double excitation). Dans une première partie, nous répondrons de manière directe à une problématique industrielle visant à réaliser une application « Alternateur DC » à faible coût. Une modélisation numérique de topologies à double excitation innovantes est tout d’abord proposée. Le modèle est ensuite couplé à un algorithme génétique afin de tendre vers un dimensionnement optimal de ces structures. La seconde partie de ce manuscrit est dédiée à la modélisation analytique de structures excitées par des aimants. Des modèles analytiques du champ d’entrefer suivant différentes approches sont proposés - soit par la théorie des fonctions de perméance, soit par la résolution formelle des équations de Maxwell. Par la suite, un modèle analytique du champ dans les parties ferromagnétiques est proposé. Il permet de déterminer le champ avec précision en tenant compte du caractère bidirectionnel des loci d’induction dans les culasses de ces structures. Ce modèle permet à posteriori d’évaluer les pertes fer dans ces structures. Nous proposons finalement une étude des performances optimales de ces structures en couplant le modèle avec un algorithme stochastique d’optimisation. L’influence du nombre de dents rotoriques ou encore des pertes fer sur les performances électromagnétiques sont mises en évidence. Finalement, la troisième et dernière partie de ce manuscrit détaille une approche originale d’exploration topologique. Après avoir présenté une extension du modèle analytique formel aux structures aimantées, nous exposons l’approche d’exploration topologique pour des structures à excitation statique avec des aimants permanents.

The work presented in this thesis focus on electrical machines based on flux-switching principle. We were studying topologies with permanent magnets, DC field coils or hybrid-excited (combining both PMs and DC coils) structures. In the first part of this manuscript, we are meeting industrial needs being set by our partner Leroy Somer. The aim is to design in an optimal way a low cost “DC Generator”. Numerical simulations of unconventional hybrid-excited structures are firstly proposed. Then, to carry out a global optimization of those topologies, the numerical model is coupled with a genetic algorithm. The second part of this work is dedicated to an analytical model to predict the airgap field in conventional and unconventional switched-flux machines with DC coils. Two approaches are proposed, either using the Magnetomotive force- Permeance theory or directly solving the field governing equations in the doubly-slotted airgap of those structures. After, an analytical model to determine the magnetic field in ferromagnetic parts is proposed. This model can account for bidirectional field in stator and rotor yokes. This model can be used a popsteriori to assess…

Advisors/Committee Members: Gabsi, Mohamed Khémis (thesis director).

▼ 

Le flux de météorites vers la Terre peut être déterminé en observant des bolides, ou en étudiant des collections de météorites. Pour estimer l’intensité et la composition du flux, nous avons collecté et classifié une collection de 213 météorites issues du désert de l’Atacama (Chili). Nous avons développé un protocole chimique afin d’extraire des nucléides cosmogéniques de chondrites ordinaires. La fraction métallique est d’abord séparée de la météorite. Les échantillons sont ensuite dissouts dans l’acide, et les éléments utiles sont extraits et purifiés grâce à des résines échangeuses d’ions et des précipitations contrôlées. Après la mesure par SMA, les concentrations de nucléides cosmogéniques nous permettent de calculer l’âge terrestre, le rayon pré-atmosphérique et la profondeur dans le météoroide, en utilisant l'approche développée par Leya & Masarik (2009). En combinant le nombre de météorites par unité de surface et les spectres d’âge terrestre, nous pouvons déterminer un flux de 218 météorites>10g/Ma/km2 sur une période de 700 ka avec la méthode 41Ca.Dans le cadre d’une collaboration avec l’Université de Bern (Suisse), nous avons aussi mesuré les concentrations en gaz rares dans certaines de ces météorites. Les concentrations en gaz rares et en nucléides radiogéniques ont ensuite été étudiées avec le modèle développé par Ammon et al. (2009), afin de déterminer le temps d’exposition dans l’espace, l’âge terrestre, le rayon pré-atmosphérique et la profondeur dans le météoroide.

Meteorite flux to the Earth can be determined using observations of fireballs or studying meteorites collections. To estimate the intensity and the composition of the flux, we collected and classified a 213 samples collection from the Atacama desert (Chile). We developed a mathematical model to help pairing of meteorites, and hence get a reliable number of falls per unit of surface. A chemical procedure to extract the cosmogenic nuclides 10Be, 26Al, 36Cl and 41Ca from ordinary chondrites was developed. The metallic fraction was extracted from the bulk meteorite. Samples were dissolved into acid and the elements of interest were extracted and purified using ion-exchange resins and pH controlled precipitation. After measurements using the Accelerator Mass Spectrometry (AMS) technique, the cosmogenic nuclides concentrations enable us to calculate terrestrial age, pre-atmospheric radius and shielding depth, using the Leya & Masarik (2009) model. Combining the number of meteorites per km2 and the terrestrial ages spectrum, we determine a flux of 218 meteorites > 10g/Ma/km2 over 700 ka with the 41Ca calculation method. Applying the same procedure as described above, we studied a selection of iron meteorites in which noble gases (He, Ne and Ar isotopes) concentrations were measured in collaboration with the University of Bern (Switzerland). Stable and radiogenic nuclides concentration results were then used according to the Ammon et al. (2009) model to determine Cosmic Ray Exposure (CRE) ages, terrestrial ages, pre-atmospheric radii and…

Advisors/Committee Members: Rochette, Pierre (thesis director), Bourlès, Didier (thesis director).

▼ 

La problématique de l’identification de sources thermiques pour des configurations réelles se heurte à la difficulté de la grande taille du système numérique à résoudre, incompatible avec les spécificités des techniques inverses utilisées (inversion de matrice, processus itératif).L’utilisation de modèles réduits permet alors de calculer l’intégralité du champ de température du domaine avec un faible nombre d’inconnues.L’objectif de ce travail consiste à développer une nouvelle technique d’identification dans laquelle on effectue le couplage entre la technique inverse de l’Adjoint et l’écriture sous forme modale réduite du problème thermique posé par l’utilisation de Bases de Branche.Le domaine industriel applicatif est celui du freinage pour lequel se pose à la fois le problème purement diffusif de la plaquette de frein et le problème de conduction avec transport du disque en mouvement.Pour ces deux types de configurations, la technique mise en place est testée, analysée et comparée avec la technique existante de la Méthode de Spécification de Fonctions par modèle réduit. Les résultats obtenus montrent une meilleure efficacité de la méthode développée dans le cadre de cette étude.Pour la problématique de l’identification temporelle de sources dans le disque en mouvement, une procédure d’identification quasi en ligne par la méthode de l’Adjoint est proposée.Dans le cas de la plaquette de frein, une extension de la méthode pour une identification spatio-temporelle est mise en place, dans laquelle la technique de réduction modale est appliquée à la fois pour les champs tridimensionnels de température et pour la paramétrisation de l’évolution spatiale des densités de flux reçue par la surface de la plaquette en contact avec le disque en rotation.

Thermal sources identification for real-life configurations is challenged by the large size of the numeric systems involved to do so, thus inverse methods are not suited for solving these kind of problems (as they involve matrix inversion, iterative processes, …). The use of reduced models makes it possible to calculate the whole field of temperatures of the domain with a small number of unknowns.The aim of this work is to develop a new identification method in which the coupling between the adjoint inverse method and the reduced modal writing of the thermal problem posed by the use of Branch databases can be done.We can apply this method for braking problems. There are two main issues in these problems : on one hand, the diffusive problem on the break pad, and on the other hand, the conduction problem on the rotating disk. For these two types of configurations, the implemented technique is tested, analyzed and compared with the Function Specification Method. The results obtained show a better efficiency of the method developed in this study. For the problem of the temporal identification of the sources in the rotating disk, an almost on-line identification procedure by the adjoint method is proposed. For the brake pad, an extension of the method for a spatio-temporal…

Advisors/Committee Members: Quéméner, Olivier (thesis director), Rouizi, Yassine (thesis director).

▼ 

La prédiction des performances des séparations membranaires barométriques, fortement affectées par la polarisation de concentration, serait une avancée importante pour le dimensionnement et l’optimisation des procédés. Dans ce contexte, les équations couplées de Navier-Stokes et de conservation du soluté adimensionnées sont résolues numériquement dans le cas d’un écoulement stationnaire laminaire en filtration tangentielle. Le canal plan bidimensionnel comporte des parois perméables soumises à des conditions aux limites du type solubilisation-diffusion. Le flux de perméat, le taux de rétention et le débit, la concentration et la chute de pression du rétentat sont déterminés localement. Les simulations soulignent l’influence des perméabilités membranaires au soluté et au solvant sur la polarisation de concentration et la dépendance non-asymptotique du taux de rétention avec la pression appliquée. Le modèle est validé pour des modules plans et spiralés d’osmose inverse et de nanofiltration dense en comparant les calculs à des résultats expérimentaux tirés de la littérature et de nos propres essais pilotes de dessalement. Aussi, une méthode à l’échelle de la paillasse permettant de déterminer les perméabilités au soluté et au solvant par des expériences d’osmose et diffusion est développée et appliquée à des membranes d’osmose inverse et de nanofiltration. La divergence des mécanismes de transfert engendrés sous l’influence de la pression ou sous l’influence d’un gradient osmotique est mise en évidence. Le modèle numérique et la méthode expérimentale sont des outils prometteurs d’applicabilité immédiate dans le domaine des membranes.

The prediction of the performance of pressure-driven membrane separations, deeply affected by concentration polarization, would be an important advance for process design and optimization. In this context, the dimensionless coupled Navier-Stokes and solute conservation equations are solved numerically for a steady laminar cross-flow filtration. The two-dimensional flat channel consists of permeable walls subject to solution-diffusion boundary conditions. The permeate flux, the rejection rate and the retentate’s flow rate, concentration and pressure drop are determined locally. The simulations highlight the influence of the membrane solute and solvent permeabilities on concentration polarization and the non-asymptotic dependence of the rejection rate on the applied pressure. The model is validated for reverse osmosis and tight-nanofiltration plate-and-frame and spiral-wound modules by comparison to experimental results from the literature and from our own pilot desalination tests. Furthermore, a bench-scale method enabling the determination of solute and solvent permeabilities from osmotic-diffusive experiments is developed and applied to reverse osmosis and nanofiltration membranes. The divergence between the transport mechanisms engendered by pressure and by an osmotic gradient is evidenced. The numerical model and the experimental method are new promising tools with immediate…

Advisors/Committee Members: Guichardon, Pierrette (thesis director), Ibaseta, Nelson (thesis director).

▼ Cílem této dizertační práce je navrhnout motor-generátor pro vírovou turbínu. Vírová turbína je poměrně nový typ turbíny vyvinutý na Odboru fluidního inženýrství Viktora Kaplana Energetického ústavu FSI VUT v Brně. Vírová turbína je navržená pro použití na malých spádech, kde mají klasické typy turbín buď špatnou účinnost anebo nejsou ekonomicky výhodné. Jako vhodná konstrukce pro motor-generátor byl vybrán synchronní stroj s permanentními magnety a axiálním tokem s bezželezným statorem. V rámci práce je proveden výpočet vlastností turbíny pro definovaný pracovní bod a vytvořen simulační model turbíny. Poté je již proveden samotný návrh motor-generátoru tak, aby optimálně splňoval vlastnosti turbíny. Celý návrh motor-generátoru je ověřen pomocí výpočtu metodu konečných prvků. Navržený stroj musí být schopen pracovat jako generátor i jako motor, pokud by bylo nutné použit turbínu jako čerpadlo.; The aim of this doctoral thesis is to design a motor-generator for swirl turbine. Swirl turbine is a relatively new type of turbine developed at the Department of Fluid Engineering Viktor Kaplan Energy Institute FME BUT. Swirl turbine is designed for use on small head, where the classical types of turbines either poor efficacy or are economically disadvantaged. As suitable construction for the motor-generator was selected synchronous machine with permanent magnets and with axial magnetic flow with coreless stator. As part of the work is carried out calculating the properties of turbines for defined operating point simulation model of the turbine. After already made draft motor-generator to optimally meet the characteristics of the turbine. The complete design of the motor-generator is validated by calculating the finite element method models. Designed machine must be able to work as a generator and as a motor, if it was necessary to use a turbine as a pump. Advisors/Committee Members: Ondrůšek, Čestmír (advisor).

▼ 

Dans cette thèse, nous étudions quelques modèles de flux migratoire. Nous sommes intéressés par le pays d’origine du migrant ainsi que par son pays d’accueil. Plus précisément, nous étudions les modèles où la probabilité de migration desagents dépend de leur capital humain (essentiellement l’éducation). Il y a deux cas importants qu’il convient de distinguer : le cas où les individus migrent avec le capital humain hérité de leurs parents et le cas le plus difficile, à solutions multivoques, lorsque les individus migrent avec le capital humain qu’ils auront dans le futur.Dans le premier cas, nous retrouvons les résultats obtenus la littérature. De plus, nous étendons aux cas de populations non constantes et nous proposons d’autres modèles. Dans le second cas, où les individus peuvent migrer en fonction de leurcapital humain futur, nous proposons différents mécanismes de sélection où les convergences vers une unique valeur de capital humain sont démontrées à chaque fois.

In this thesis, we study some migration models from a mathematical point of view. We are interested by the country of origin of migrant as well as in his host country.More precisely, we study the models where the probability of migration of individuals depends on their human capital (essentially education). There are two important cases to be distinguished : the case where individuals migrate with thehuman capital inherited from their parents and the more difficult case -since it is generally a multivalued case- where the individuals migrate with the human capital they will obtain in the future.In the first case, we obtain some results similar to the ones found in literature. Moreover, we study the case of non constant populations and we propose other models. In the second case, where the individuals can migrate following the human capital they will have in the future, we obtain different selection mechanisms for which the human capital converges to a unique value at each time.

Advisors/Committee Members: Omrane, Abdennebi (thesis director), Célimène, Fred (thesis director).

▼ 

L'atmosphère et la surface terrestre interagissent en permanence par le biais des échanges d'énergie et de matière. Ces flux jouent un rôle important dans l'étude de l'hydrologie des surfaces ou de l'écologie terrestre, ou bien encore l'étude des phénomènes météorologiques et climatiques. En effet, ils représentent les conditions aux limites des différents compartiments du système Terre et la quantification de ces échanges à différentes échelles spatiales est indispensable pour les modèles de prévision. Les mesures de flux d'énergie sont très répandues pour des mesures très localisées, in situ et au sol. Cependant, peu d'instruments de mesures permettent d'obtenir des flux intégrés sur des distances de l'ordre de la centaine de mètres à quelques kilomètres, c'est-à-dire des distances correspondant à la représentativité des pixels des images satellitaires. On compte parmi eux les scintillomètres, instrument de mesure optique, permettant de calculer les flux intégrés de chaleur sensible à partir des mesures de paramètres caractérisant l'intensité turbulente de l'atmosphère tels que le paramètre de structure de l'indice de réfraction de l'air Cn². La présence de vapeur d'eau dans l'atmosphère peut cependant perturber le signal de ces instruments. L'objectif de ce travail est le développement et la mise en oeuvre d'un scintillomètre optique permettant de mettre en évidence la contribution de l'absorption par la vapeur d'eau sur les scintillations. Les études menées à partir du développement instrumental ne s'orienteront qu'autour de la bande d'absorption à 940nm, longueur d'onde d'émission de certains scintillomètres LAS (Large Aperture Scintillometer). Au début de ma thèse, un prototype de scintillomètre, type LAS, a été conçu de façon à maitriser complètement la technologie : partie optique électronique et le traitement du signal reçu. Celui-ci a ensuite été installé au-dessus d'un site de cultures dans les environs de Toulouse, au cours des années 2007 et 2008. Les résultats obtenus avec ce prototype ont permis d'optimiser le choix de la méthode de calcul H à partir du Cn², en fonction du rapport de Bowen (rapport du flux de chaleur sensible sur le flux de chaleur latente). Les variations de l'intensité lumineuse de l'onde, menant au Cn², sont principalement dues à des effets de réfraction et de dispersion, maissont aussi sensibles à l'absorption de la vapeur d'eau. Afin de quantifier l'influence de 'absorption sur le signal Cn², j'ai utilisé 2 approches : une première approche par filtrage numérique (‘Gabor Transform'), et une seconde, par méthode chromatique. Cette dernière a nécessité de modifier considérablement le système optique du prototype LAS. Les résultats obtenus expérimentalement montrent que la contribution de l'absorption à la mesure du Cn² est en moyenne assez faible, mais qu'elle peut prendre de forte valeur, principalement lors de faibles flux H. La quantification de l'absorption par méthode hromatique est pour l'instant limité au développement technique de l'instrument.

Atmosphere, soil and…

Advisors/Committee Members: Gastellu-Etchegorry, Jean-Philippe (thesis director), Brut, Aurore (thesis director).

▼ 

Les réseaux de distribution de flux sont modélisés par des systèmes hyperboliques linéaires ou non linéaires de lois de conservation avec terme source. La surveillance de ces réseaux (diagnostic de défauts) nécessite la connaissance de certaines variables d’état. Or dans la plupart des cas, il n’est pas possible de mesurer toutes les variables d’états et des observateurs basés sur le système d’équations aux dérivées partielles représentant le réseau peuvent alors être utilisés. Dans cette thèse, l’observabilités des systèmes hyperboliques est tout d’abord étudiée puis les observateurs classiques et robustes à dérivées partielles, avec injection de l’erreur d’estimation aux frontières ou dans la dynamique du système sont proposés. Ces observateurs fournissent des estimations en ligne des signaux qui ne sont pas mesurés. Ces estimations seront utilisées pour le diagnostic des systèmes de distribution de flux. Les performances des observateurs et l’approche de diagnostic sont validées sur le système de distribution d’eau d’un bâtiment de l’Université de Lille 1 Sciences et Technologies, dans le cadre du projet SUNRISE SMART CITY. Des données réelles, prélevées sur le site en absence et en présence de fuites sont utilisées.

Distribution flow networks are modeled by linear or nonlinear systems of balance laws. The monitoring of these networks (Faults detection and isolation) requires knowledge of certain state variables. However, in most cases it is not possible to measure all the state variables. Observers based on the partial differential equations which modelize the network dynamic can be used to provide state estimates. In this dissertation, the observability of the hyperbolic systems is first studied and then classical and robust PDE observers with injection of the state estimation error at boundaries or in the system dynamics are proposed. These observers provide on-line estimation of signals that are not measured. The estimation is used for the diagnosis of distribution flow systems. The performance of the observers and the diagnosis approach are validated on real flow data collected from the water distribution system (WDS) of Polytech’Lille (Cité scientifique, University of Lille 1 Sciences and Technologies), within the framework of the SUNRISESMART CITY Project. Data which are taken from the WDS in the absence and in the presence ofleakeage are used.

Advisors/Committee Members: Cocquempot, Vincent (thesis director), Aitouche, Abdelouahab (thesis director).

▼ 

Le nettoyage en place des membranes en industrie agro-alimentaire est une opération cruciale qui, outre les exigences de sécurité sanitaire des installations et des produits traités doit permettre de restaurer les performances de la filtration (sélectivité, flux) en éliminant le colmatage formé pendant l'étape de production. Malheureusement cette étape repose encore sur des bases empiriques et non optimisées. A cause d'un manque de notions fondamentales, elle est encore pressentie comme un frein à l'utilisation massive des procédés membranaires. Une démarche originale a été menée dans le cadre de cette thèse incluant la réflexion sur l'incidence des paramètres hydrodynamiques des conditions de production sur la cohésion du dépôt colmatant et plus particulièrement de sa fraction irréversible, dont la nettoyabilité est étudiée. Pour fonder cette démarche, une étude comparée du colmatage et du nettoyage au flux limite et au flux critique a été réalisée en intégrant le rôle de la physico-chimie et de l'hydrodynamique pendant la phase de production. cette étude s'inscrit dans un cadre d'éco-conception de procédé, avec une analyse de cycle de vie réalisée afin d'estimer l'impact environnemental de l'étape de nettoyage via divers scénarii simplifiés.

The cleaning in place of membranes in food-processing industry is crucial operation which, besides the requirements of sanitary safety of the installations and the treated products allows to restore the performances of the filtration (flux, selectivity) by removing the fouling formed during the production step. Unfortunately, this cleaning step still rests on empirical and not optimized bases. Because of a lack of fundamental notions, it is still anticipated as a brake in the massive use of the membrane processes. An original approach is led within the framework of this thesis including the reflexion on the incidence of the hydrodynamics parameters of the conditions of production on the cohesion of the fouling deposit and more particularly its irreversible fraction which this cleanability is studied. To establish this approach, a study compared by the fouling and by the cleaning with the limiting flux and with the critical flux is realized by integrating the role of the physic-chemistry and the hydrodynamics during the production step. This study joins in a frame of eco-design of process, with an analysis of life cycle realized to estimate the environmental impact of the cleaning step by diverse scenarios.

Advisors/Committee Members: Rabiller-Baudry, Murielle (thesis director).

▼ 

La synchronisation des flux physiques a reçu une importante attention dans la littérature. Si le non flux physique a reçu une attention toute particulière dans des domaines tels que le SCM, le pendant financier a longtemps était délaissé. Plus inquiétant, les délais de paiement ont longtemps été perçus comme un moyen de réduction du besoin en fonds de roulement des grandes entreprises. La crise des Subprimes a eu de lourdes conséquences sur le financement des entreprises les plus modestes, mettant en danger l’existence même de ces dernières. Notre travail initial de synchronisation des flux physiques et financiers instruits dans la cadre d’un partenariat CIFRE visait à trouver des solutions à ces problématiques en proposant des modèles d’optimisation sous contraintes. Néanmoins, notre volonté de mettre en œuvre nos travaux fut vaine et notre sujet a progressivement drifté vers la découverte de l’échec du déploiement d’un système ERP. Notre enracinement au sein d’une grande entreprise du secteur de la défense française nous a permis de mettre en œuvre une recherche action canonique en trois phases distinctes et a débouché sur la production d’un modèle de diffusion de l’innovation appliqué à l’ERP. Ce modèle en 6 phases, décrits les étapes successives du déploiement, en mettant en exergue l’impact des forces politiques au sein de l’organisation.

Synchronization of physical flows received significant attention in the literature. If the non-physical flows received special attention in areas such as SCM, financial for a long time was helpless. More worryingly, payment delays have long been seen as a means of reducing the need for working capital for large firms. The subprime crisis has had a serious impact on the financing of the smaller companies, endangering the very existence of the latter. Our initial synchronization job physical and financial flows educated in the context of a CIFRE partnership aimed at finding solutions to these problems by proposing models of optimization under constraints. However, our commitment to implement our work was in vain and our subject has gradually drifted to the discovery of the failure of the deployment of an ERP system. Our roots in a large enterprise sector French defense allowed us to implement an action research canonical three distinct phases and resulted in the production of a model of diffusion of innovation applied to the ERP. This model into 6 phases, described the successive stages of deployment, highlighting the impact of political forces within the organization

Advisors/Committee Members: Olivero, Bernard (thesis director).

▼ Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à l'étude des modèles comportementaux en mode dégradé des machines pentaphasées à commutation de flux (MCF pentaphasée). Tout d'abord, une comparaison des performances électromagnétiques de cette machine à une machine triphasée équivalente est tout d'abord effectuée. Ces performances sont calculées par la méthode des Eléments Finis (EF 2D) et validées expérimentalement. Les résultats ont montré l'apport de la machine pentaphasée avec un couple massique plus élevé, une ondulation de couple plus faible, un courant de court-circuit plus faible et sa capacité à tolérer des défauts de phases. L'étude de la tolérance aux ouvertures de phases est alors élaborée pour cette MCF pentaphasée. Le comportement de la machine en cas d'ouvertures de phases (du point de vue du couple moyen, de l'ondulation de couple, des pertes Joule et du courant dans le neutre) est présenté. Ensuite, des méthodes de reconfiguration en vue d'améliorer le fonctionnement sont proposées dont une reconfiguration minimale permettant de se retrouver avec une alimentation équivalente à celle d'une machine tétraphasée ou triphasée, un calcul analytique des courants optimaux permettant d'annuler à la fois le courant du neutre et l'ondulation du couple tout en assurant le couple moyen, et finalement une reconfiguration assurée par un algorithme génétique d'optimisation qui est un algorithme non-déterministe multi-objectifs et multi-contraintes. Diverses combinaisons des différents objectifs et contraintes sont, dans ce cadre, effectuées et les courants optimaux sont injectés dans le modèle EF 2D de la machine pour vérifier si les performances ont été améliorées. Le modèle analytique du couple pris en compte dans l'algorithme d'optimisation est alors révisé pour prendre en compte l'influence du mode dégradé. Les différentes solutions du front de Pareto sont analysées et les performances électromagnétiques sont bien améliorées. Cela est vérifié par les calculs EF 2D et suivi d'une validation expérimentale. L'influence des défauts sur les forces magnétiques radiales est également analysée. Dans une seconde partie, l'étude de la tolérance de la machine pentaphasée à commutation de flux aux défauts de courts-circuits est effectuée. Les premières étapes d'isolation des défauts de courts-circuits sont proposées. Par la suite, les courants de courts-circuits, prenant en compte l'effet reluctant de la machine, sont calculés analytiquement et leurs effets sur les performances de la machine sont analysés. Les reconfigurations sont aussi calculées par l'algorithme génétique d'optimisation et les nouvelles références des courants permettent d'améliorer le fonctionnement en mode dégradé. Tous les résultats sont validés par la méthode des EF 2D et expérimentalement. En conclusion, des comparaisons entre la tolérance aux défauts d'ouvertures et de courts-circuits de la machine pentaphasée à commutation de flux sont effectuées et ont permis de conclure quant au fonctionnement de cette machine en modes sain et dégradé avec et sans… Advisors/Committee Members: Gabsi, Mohamed (thesis director).

▼ 

Une compréhension profonde du transport du plasma au bord d'un réacteur à fusion par confinement magnétique est obligatoire pour gérer l'extraction de puissance. Dans les dispositifs de fusion de nouvelle génération, des limites technologiques contraignent le flux de chaleur maximal au divertor. Pour une puissance d'échappement donnée le flux de chaleur maximal est déterminé par l'amplitude de l'empreinte du plasma au mur. Les profils de flux de chaleur au divertor peuvent être paramétrés par deux échelles de longueur du transport. Nous remettons en question l'interprétation actuelle de ces deux échelles de longueur en étudiant l'impact de la géométrie du divertor sur l'échappement. En particulier, un élargissement des profils de flux de chaleur avec la longueur de la jambe du divertor externe est diagnostiqué. Des efforts de modélisation ont montré que les simulations diffusives reproduisent les profils expérimentaux de flux de chaleur pour les plasmas à jambes courtes. Inversement, l'étalement du flux de chaleur pour une longe jambe du divertor est reproduit par un modèle turbulent, soulignant l'importance de la turbulence aussi dans le divertor. Ces résultats remettent en question l'interprétation de la largeur du flux de chaleur comme grandeur liée a la main SOL uniquement. Les configurations magnétiques avec une longe jambe du divertor mettent en évidence l'importance du transport asymétrique dans le divertor. Nous concluons que le transport dans la main SOL et celui dans le divertor ne sont pas à découpler et nous soulignons l'importance de la géométrie magnétique sur le transport turbulent avec l'avantage potentiel d'un inattendu étalement du dépôt de puissance.

A deep understanding of plasma transport at the edge of a magnetically confined fusion device is mandatory for a sustainable and controlled handling of the power exhaust. In the next-generation fusion device ITER, technological limits constrain the peak heat flux on the divertor. For a given exhaust power the peak heat flux is determined by the extent of the plasma footprint on the wall. Heat flux profiles at the divertor targets of X-point configurations can be parametrized by using two length scales for the transport of heat in SOL. In this work, we challenge the current interpretation of these two length scales by studying the impact of divertor geometry modifications on the heat exhaust. In particular, a significant broadening of the heat flux profiles at the outer divertor target is diagnosed while increasing the length of the outer divertor leg. Modelling efforts showed that diffusive simulations well reproduce the experimental heat flux profiles for short-legged plasmas. Conversely, the broadening of the heat flux for a long divertor leg is reproduced by a turbulent model, highlighting the importance of turbulent transport not only in the main SOL but also in the divertor. These results question the current interpretation of the heat flux width as a purely main SOL transport length scale. In fact, long divertor leg magnetic configurations…

Advisors/Committee Members: Ghendrih, Philippe (thesis director), Fedorczak, Nicolas (thesis director).

▼ 

La thèse présentée ici a pour objectif de développer des matériaux innovants et performants pour la fabrication de la couche tampon des cellules photovoltaïques en couches minces à base de Cu(In,Ga)Se2 (CIGS). Pour la première fois, des couches minces d'In2(S,O)3 et de Zn(O,S) ont été réalisées par dépôt chimique en phase vapeur par flux alternés assisté par plasma afin de remplacer la couche tampon traditionnelle en sulfure de cadmium. En apportant des espèces plus réactives, cette méthode permet d'effectuer des réactions qui ne pourraient pas avoir lieu par procédé thermique. La comparaison des deux procédés a permis l'évaluation de leurs atouts et de leurs contraintes. Par exemple, l'In2(S,O)3 n'a pu être synthétisé que par cette méthode, via des mécanismes surfaciques d'échange entre des radicaux d'oxygène et le soufre de l'In2S3. Pour augmenter les performances des cellules CIGS/In2(S,O)3 jusqu'à 11,9%, le procédé de synthèse initial a été amélioré en corrélant les études de Spectroscopie Photoélectronique X et celles de spectrométrie de masse. En parallèle, il a été montré que la température de croissance avait un effet notable sur les propriétés opto-électroniques des cellules CIGS/Zn(O,S) et qu'il existait des optimums de performance à basse (Tdep < 160°C) et haute (Tdep > 200°C) températures. L'optimum situé à basse température s'explique par les propriétés favorables des couches minces de Zn(O,S) synthétisées par procédé thermique, tandis que celui situé à haute température est dû à l'existence de mécanismes d'interdiffusion à l'interface Zn(O,S)/CIGS. Un rendement de 15,6% a pu ainsi être obtenu.

This thesis focuses on the development of innovative and efficient materials for the fabrication of the buffer layer of Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) thin film solar cells. For the first time, In2(S,O)3 and Zn(O,S) thin films were synthesized by Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition (PEALD) in order to substitute the conventional cadmium sulfide buffer layer. By creating reactive species, this deposition technique allows reactions which could not be possible using thermal ALD. The comparison of both methods allows the evaluation of their respective assets and constraints. For instance, In2(S,O)3 thin films could only be achieved using PEALD through exchange reaction mechanisms between oxygen radicals from the plasma and sulfur atoms of In2S3 growing film. In order to obtain CIGS/In2(S,O)3 solar cells with efficiencies of 11.9%, the initial deposition process was improved by correlating X-Ray Photoelectron Spectroscopy and Quadrupole Mass Spectrometry analyses. At the same time, the deposition temperature proved to have a crucial effect on CIGS/Zn(O,S)-ALD device opto-electronic properties and we evidenced the existence of two deposition temperature ranges, at Tdep < 160°C and Tdep > 200°C, where the performances are enhanced. In the low temperature range, the high performances were explained by specific Zn(O,S) properties, while at high temperature they are enhanced by favorable interdiffusion mechanisms at the…

Advisors/Committee Members: Lincot, Daniel (thesis director).

▼ Les solutions solides appartenant au système quasi-ternaire BaTiO3-CaTiO3-BaZrO3 (BCTZ) sont des candidates prometteuses pour les piézoélectriques sans plomb. Ce travail de thèse expérimental est consacré à la cristallogenèse et à la caractérisation de différents monocristaux dans le système BCTZ : BaZrO3, CaTiO3 ainsi que les solutions solides Ba1-xCaxTi1-yZryO3 présentant des teneurs en zirconium (Zr) et en calcium (Ca) proches de celles de la composition Ba(Zr0.2Ti0.8)O3-50(Ba0.7Ca0.3)TiO3 (BZT-50BCT) où les performances piézoélectriques sont exacerbées.Les monocristaux de CaTiO3 et de BaZrO3 ont été obtenus à la fois depuis une solution à haute température par la méthode du flux et à partir de leur phase fondue par la technique de la zone flottante optique. Dans le cas de CaTiO3 obtenu dans un four à image à 1975°C, l'aluminium (Al), le magnésium (Mg) et le baryum (Ba) ont été détectés comme étant les principales impuretés. Les spectres Raman de CaTiO3 sont en bon accord avec les spectres référencés dans la littérature. La croissance cristalline de BaZrO3 est beaucoup plus difficile à cause de son point de fusion très élevé (2700°C). Le flux BaB2O4 a été utilisé avec succès pour faire croitre des cristaux d’environ 150-200μm à 1350°C, soit à la moitié de son point de fusion. Des boules de BaZrO3 de taille centimétrique ont également été obtenues à partir de la phase fondue en four à image. Les impuretés majoritaires telles le strontium (Sr), l’hafnium (Hf), le calcium (Ca) et le titane (Ti) ont été détectées par GDMS et SIMS dans une gamme de concertation atomique de 0.3-0.5%. L’énergie de gap optique est d'environ 4,8 eV et souligne la grande qualité des cristaux de BaZrO3 obtenus en four à image. Les propriétés diélectriques à basse température de BaZrO3 confirment l'absence de transition de phase structurelle. Les études de Raman révèlent que même si BaZrO3 n'a pas de transition de phase à basse température, il présente une transition de phase cubique-quadratique sous haute pression à 11GPa à température ambiante.Dans la deuxième partie de cette thèse, des monocristaux centimétriques de BCTZ ont été obtenus avec succès par la croissance en flux. Les profils de concentrations en Ca et Zr le long des boules indiquent que leurs coefficients effectifs de ségrégation dépendent fortement de leur concentration initiale dans la solution liquide. Ceux-ci évoluent considérablement au cours du processus de cristallogenèse, rendant ainsi la croissance de BCTZ très délicate en vue d’obtenir des compositions constantes et proches de celles de la région de convergence de phases. De plus, une décomposition spinodale a été mise en évidence, indiquant la coexistence de deux solutions solides de compositions proches au sein des cristaux de BCTZ. Les propriétés diélectriques et piézoélectriques des cristaux obtenus ont été déterminées et présentent des caractéristiques allant du ferroélectrique classique au relaxeur. Les mesures diélectriques montrent notamment une double boucle d'hystérésis (PE) anormale qui disparaît après… Advisors/Committee Members: Maglione, Mario (thesis director), Veber, Philippe (thesis director), Kreisel, Jens (thesis director).

▼ 

La connaissance de l’énergie transférée aux surfaces en contact avec un plasma basse pression est un paramètre clé pour le contrôle des procédés plasmas basse pression. Sa détermination permet une meilleure compréhension des mécanismes mis en jeu lors du dépôt ou la gravure de couches couches minces. Elle dépend des espèces du plasma (les ions, les électrons et les neutres) ainsi que de nombreux mécanismes physiques ou chimiques (réaction, condensation, émission radiative.). Elle peut être déterminée par la simulation du transport des particules dans le plasma, par des estimations de chaque contribution à partir des paramètres plasma ou tout simplement mesurée. Les études dédiées à sa mesure sont principalement basées sur l’utilisation d’une sonde calorimétrique, dont le principe sur l’interpolation du thermogramme mesuré. Ce type de méthode induit un long temps de mesure (2 min) et est source d’incertitudes. Un outil de diagnostic pour la mesure directe de l’énergie transférée a été développé au GREMI. Il est basé sur l’adaptation d’un capteur à thermopile initialement dédié à des mesures à pression atmosphérique. Cette thèse a donc été dédié à son développement et son utilisation pour l’étude de différents procédés plasmas basse pression : un propulseur spatial à effet Hall, un plasma poudreux, mais surtout de décharges magnétron. Des mesures ont été réalisées lors du dépôt de titane, d’aluminium, de TiO2 et de Al2O3. Les influences de la configuration magnétique de la cathode, du type de décharge, de l’échauffement des cibles, sur les conditions énergétiques à la surface du film en croissance ont été étudiées.

The knowledge of the energy flux during plasma/surface interactions is a key parameter for the control of low pressure plasmas, as sputter deposition or etching processes. The energy flux density at a surface depends on plasma species (ions, electrons, neutrals...) elementary processes (condensation, chemical reaction, radiative transfer). It can be obtained by carring out simulation of particule transport through the plasma, by the calculation of each energetic contribution from plasma parameters or by indirect or direct measurement. Most os works focused on the mesurement of the energy flux is based on the using of a calorimetric probe. This method is based on the calculation of the temporal temperature evolution. The main disadvantages are that this methods can cause error of about 10 % and the acquisition time of the thermogram which is about 2 min. A diagnostic tool which provide a direct measurement of the energy flux, with a good sensitivity and a good time resolution was designed in the GREMI.The aim of this PhD thesis was to developped this tool and use for the study of different plasma processes as capacitiv RF discharge, Hall effect plasma thruster and especially magnetron sputter deposition process. In this last process, the influence of the cathode magnetic configuration, the reactive gas, the dicharge type (HiPIMS, DCMS and pDCMS), the heating of the target was studied on the energy flux at…

Advisors/Committee Members: Dussart, Rémi (thesis director), Thomann, Anne-Lise (thesis director).

▼ Ce travail présente un premier bilan quantitatif des principaux processus contrôlant le cycle de Hg (distribution, spéciation, dynamique) dans l’estuaire de la Gironde, affecté par une contamination historique. Des extractions sélectives sur des sédiments et des matières en suspension du système Lot-Garonne-Gironde, indiquent que ~70 % du flux en Hg (100-800 kg.an-1) est lié à des phases organiques et sulfurées. L’observation de Hg effectuée dans les différents compartiments (colonne d’eau, air, sédiments) tient compte de la variabilité spatiale et temporelle à multiples échelles ainsi que des gradients géochimiques estuariens. Les profils le long du gradient de salinité (9 profiles) montrent une augmentation (facteur 2 à 5) des concentrations en Hg dissous (niveau de base ~1 ng.L) dans la zone de turbidité maximale (ZTM), attribuée à la dégradation d’une phase porteuse majeure : la matière organique. Les niveaux de methyl-mercure dissous (MeHgD) de la colonne d’eau sont en général faibles (<0,05 ng.L-) mais peuvent atteindre jusqu’à 0,5 ng.L-1 dans les conditions les plus turbides. La relation entre MeHgD et la turbidité s’explique par la dégradation bactérienne de phases porteuses ou par la méthylation in situ de Hg, la photodégradation de MeHg étant négligeable. L’augmentation systématique de MeHg particulaire à l’embouchure suggère son accumulation dans le phytoplancton, particulièrement intense entre Mai et Septembre, période de forte production primaire. Des profils verticaux à haute résolution spatiale dans les sédiments du chenal de navigation, des zones non-draguées et de l’estran ont dévoilé une augmentation des teneurs en Hg dissous, mais surtout en MeHgD (jusqu’à 2 ng.L-1) directement sous l’interface. L’évolution en parallèle des paramètres indiquant la sulfato-réduction (déficit de sulfates) et la ferri-réduction (Fe dissous) suggère des processus de methylation biotique de Hg et/ou de libération de MeHg par dissolution des oxy-hydroxydes de Fe. Des expérimentations d’incubation de sédiments non perturbés avec traçage isotopique 199 Hg) ont permis d’estimer la vitesse de méthylation à 0,012 %-Hg méthylé.h-1. Les flux vers la colonne d’eau par diffusion ont été évalués à 0,1 pour HgD et 0,08 kg.an-1pour MeHgD, ce qui est très inférieur aux apports fluviaux (35 kg.an-1 et 1,4 kg.an1). Les activités de dragages déplacent et remettent en suspension ~1100 kg.an-1 de Hg et 3,2 kg.an-1de MeHg, associés aux sédiments réduits dragués. Si cette activité peut localement et temporairement modifier les distributions de Hg dans la colonne d’eau, leur impact sur le bilan global de l’estuaire semble faible. Dans les eaux de surface, des cycles diurnes de concentration en Hg gazeux dissous (DGM) ont été attribués à la photo-réduction de Hg(II) en Hg°. Au-delà de la variabilité du rayonnement solaire, la turbidité contrôle la pénétration de la lumière dans eau, et par conséquent, le cycle de Hg° dissous est fortement lié à l’ampleur et la position de la ZTM. Les flux journaliers vers l’atmosphère indiquent que la surface… Advisors/Committee Members: Blanc, Gérard (thesis director), Schäfer, Jörg (thesis director).

▼ 

A Météo France, le modèle opérationnel AROME a une résolution horizontale de 2,5 km. L'augmentation des moyens de calcul permettra au prochain modèle opérationnel de tourner à des résolutions de l'ordre ou inférieures au kilomètre. Il entrera donc dans une gamme de résolution appelée zone grise de la turbulence. A ces échelles, les plus grandes structures turbulentes, qui étaient jusqu'alors entièrement sous-maille, devraient être en partie résolues. Cette thèse a permis de définir ce que les modèles devaient obtenir aux échelles kilométriques et sub-kilométriques, c'est-à-dire les parts sous-maille et résolue de référence de la turbulence dans la zone grise. Ces références ont été établies dans le cas de couches limites convectives en convection libre ou forcée, nuageuse ou non. Elles permettent de prouver qu'à hauteur de couche limite égale, les thermiques sont plus larges dans les couches surmontées de nuages. Elles indiquent surtout que, quelle que soit la configuration, les paramétrisations actuelles ne sont pas capables de reproduire la zone grise. Ces échelles demandent donc de développer une nouvelle paramétrisation de la turbulence. La représentation de la turbulence non locale est la part qu'il faut faire évoluer. Nous avons donc pris le parti de modifier le schéma de thermique en flux de masse. Pour étudier les structures cohérentes sous-maille de couche limite, nous avons créé une analyse conditionnelle permettant de circonscrire la part de thermique qui influence le schéma sous-maille en fonction de la résolution. Cet outil nous a permis de définir les caractéristiques des thermiques sous-maille dans la zone grise, mais également de vérifier à micro-échelle les hypothèses de méso-échelle des schémas en flux de masse. Nous avons démontré que toutes les hypothèses ne sont pas valables. Finalement nous avons établi le système d'équations d'un schéma en flux de masse qui fonctionne aux échelles kilométriques.

The turbulence is well-represented on grid coarser than 2 km. Indeed, in meso-scale models, the turbulence is entirely sub-grid. The turbulence is also well-represented at very high resolution (10 to 100 m) by LES models for which turbulence is mainly resolved. However we do not know which part of the turbulence should be resolved and which part of it should be parameterized when a model runs at kilometric scales, the so-called “Terra Incognita“ from Wyngaard (2004). Thanks to increasing computational resources, in a near future, limited area NWP models will reach grid spacings on the order of 1 km or even 500 m. The aim of this study is to develop a parameterization which will provide adequate turbulence to these new-generation, high-resolution models. At first, this study describes a new diagnostic based on LES, which clarifies which part of turbulence should be parameterized at kilometric scales. This reference called “partial similarity function“ is a precious tool to quantify the error made by atmospheric models when running at kilometric scales. These errors are quantified for a…

Advisors/Committee Members: Masson, Valéry (thesis director).

▼ La thèse a pour objectif l'étude des plages sableuses enclavées, i.e. contraintes aux extrémités par des caps rocheux, soumises aux vagues et à un cycle de marée morte-eau vive-eau. Une double approche complémentaire liant études numériques et observations et mesures in situ sur un site-atelier a été retenue. Deux modèles déterministes basés sur les différents processus physiques (hydrodynamiques, hydro-sédimentaires et morphodynamiques) en jeu dans la zone littorale et moyennés sur la verticale (2DH) on été sélectionnés. Le code XBeach (Roelvink et al., 2009) utilise un maillage aux différences finies et intègre certaines spécificités tels qu'un modèle de propagation d'un rouleau d'écume ("roller"), un modèle de génération d'ondes longues et un modèle de développement d'un contre-courant de retour "undertow". Le code TELEMAC (Hervouet, 2007) utilise un maillage aux éléments finis. Pour le site-atelier, les plages enclavées adjacentes de La Palue et de Lostmarc'h en Presqu'île de Crozon (Finistère) ont été choisies pour leur bathymétrie complexe (présence de chenaux de baïne et d'un saillant) et leur géométrie complexe (caps rocheux de longueurs diverses, îlot). Une année d'observations et de mesures in situ (levés topographiques, pose de courantomètres ADV) a été entreprise entre le mois de septembre 2014 et le mois de septembre 2015, par diverses conditions météorologiques.Dans un premier temps, la dynamique globale des plages enclavées, représentées schématiquement par une échancrure rectangulaire, a été appréhendée. En particulier, la genèse d'une barre de déferlement en zone subtidale sous l'influence des dimensions de l'échancrure rocheuse, d'un cycle de marée morte-eau vive-eau et de houles énergétiques a été illustrée à travers plusieurs séries de simulations numériques à l'aide du code XBeach.Dans un deuxième temps, la modélisation hydrodynamique des courants sur les plages de La Palue et de Lostmarc'h a été effectuée, avec l'objectif d'étudier l'influence des caractéristiques des houles (hauteur, période et direction) et de celles de l'échancrure rocheuse (longueur des caps, espacement des caps, inclinaison des pointes) sur la prédiction des courants. Une ouverture sur la modélisation aux éléments finis (TELEMAC) en comparaison à celle aux différences finies (XBeach) a été présentée. Le code XBeach a été validé sur le plan hydrodynamique grâce aux mesures in situ d'une campagne de terrain réalisée en janvier 2015. Une étude numérique hydro-sédimentaire sur une lunaison complète (du 01 septembre 2015 au 29 septembre 2015) a alors été entreprise à l'aide du code XBeach, afin d'étudier l'intensité et la direction des flux sédimentaires instantanés et résiduels au gré des différents climats de houle et de marée, et selon les différents secteurs typologiques des plages de La Palue et de Lotsmarc'h. Cela a permis de mettre en évidence les particularités de la dynamique des plages enclavées par rapport aux plages ouvertes "quasi-infinies", tels que le phénomène de "contournement de cap", mais aussi les… Advisors/Committee Members: Villaret, Catherine (thesis director).