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National audience; Responding to a growing need for standardization and adaptability for pyrotechnic systems, we present through this work a new concept of intelligent infrared decoy, controllable using an onboard miniature electronic initiation system. Our innovative solution is divided into three distinct functional blocks: (1) a controllable pyrotechnic ejection block integrating three ejection charges in a single metallized plastic part, (2) a block called terminal function, consisting of an infrared pyrotechnic bread structured, coupled with a micro-initiation stage based on nano-thermites, addressable and low energy, and (3) a control block, connected and autonomous, responding to STANAG 4187 which controls the arming and firing of pyrotechnic functions. To size the ejection block, we have developed an indoor ballistics code with global parameters and an optimization supervisor, able to simulate any system with e ff and mortar. Then, to simulate the combustion of infrared loaves, we developed a geometric regression code based on the level-set method, able to model the combustion of any multi-composition solid bread, compartmentalized or structured, lit sequentially or simultaneously. several points. We explored innovative technological solutions, among which the initiation of pyrotechnic loaves by micro-in fl ammators nanothermites. We have shown theoretically, and validated experimentally, that it is possible to finely control the combustion reaction of IR pyrotechnic breads by sequentially igniting them, which represents an important innovation in pyrotechnics. We have explored the plastronic technology to realize the ejection block because it allows to selectively metallize the surfaces of a plastic part to condense in one piece mechanical, electronic and packaging functions. In particular, we used this technology for the first time to draw hot wires on the surface of a plastic part, and to gather three ejection impellers in a minimum volume. We experimentally validated the control of the speed of ejection of IR decoys by partial ignition of plastronic impellers. Finally, a control electronics complying with the STANAG 4187 has been designed to sequentially initiate the terminal and ejection blocks. It integrates a control stage around a PIC microcontroller, a stage ofenergy management incorporating micro current sources and super capacity, and a security stage that detects ejection through an accelerometer and an infrared transmitter / receiver. We concluded the thesis by integrating di ff erent functional blocks in a demonstrator representative of an intelligent and miniature infrared lure: CASSIS. Beyond the demonstration of CASSIS, all of my thesis work, which falls within the framework of a joint laboratory, IMPYACT, between the CNRS and the Etienne Lacroix group, contributed to the development of solutions and "Generic" and "versatile" technologies for the controlled initiation, propulsion and integration of miniature pyrotechnic systems exploitable for many pyrotechnic systems.; Répondant à un besoin grandissant de standardisation et d’adaptabilité pour les systèmes pyrotechniques, nous présentons au travers de ce travail un nouveau concept de leurre infrarouge intelligent, contrôlable à l’aide d’un système d’initiation électronique miniature embarqué. Notre solution innovante se décompose en trois blocs fonctionnels distincts : (1) un bloc d’éjection pyrotechnique contrôlable intégrant trois charges d’éjection dans une seule pièce plastique métallisée, (2) un bloc appelé fonction terminale, constitué d’un pain pyrotechnique infrarouge structuré, couplé à un étage de micro-initiation à base de nano-thermites, adressable et basse énergie, et (3) un bloc de contrôle, connecté et autonome, répondant au STANAG 4187 qui commande l’armement et la mise à feu des fonctions pyrotechniques. Pour dimensionner le bloc d’éjection, nous avons développé un code de balistique intérieure à paramètres globaux et un superviseur d’optimisation, capable de simuler n’importe quel système à effet mortier. Ensuite, pour simuler la combustion des pains infrarouges, nous avons développé un code de régression géométrique basé sur la méthode level-set, capable de modéliser la combustion de n’importe quel pain solide multi composition, compartimenté ou structuré, allumé séquentiellement ou simultanément en plusieurs points. Nous avons exploré des solutions technologiques innovantes,au rang desquelles l’initiation de pains pyrotechniques par micro-inflammateurs à nanothermites. Nous avons montré théoriquement, puis validé expérimentalement, qu’il était possible de contrôler finement la réaction de combustion des pains pyrotechniques IR grâce à un allumage séquentiel de ces derniers, ce qui représente une innovation importante en pyrotechnie. Nous avons exploré la technologie plastronique pour réaliser le bloc d’éjection car elle permet de métalliser sélectivement les surfaces d’une pièce plastique pour condenser en une seule pièce des fonctions mécaniques, électroniques et de packaging. En particulier, nous avons utilisé pour la première fois cette technologie pour tracer des fils chauds sur la surface d’une pièce plastique, et permettre de rassembler trois impulseurs d’éjection dans un volume minimal. Nous avons validé expérimentalement le contrôle de la vitesse d’éjection de leurres IR grâce à un allumage partiel d’impulseurs plastroniques. Enfin, une électronique de commande respectant le STANAG 4187 a été conçue pour initier séquentiellement les blocs terminaux et d’éjection. Elle intègre un étage de commande autour d’un microcontrôleur PIC, un étage degestion de l’énergie intégrant des micro-sources de courant et une super capacité, et un étage de sécurité qui détecte l’éjection grâce à un accéléromètre et un émetteur/récepteur infrarouge. Nous avons conclu la thèse par l’intégration des différents blocs fonctionnels dans un démonstrateur représentatif d’un leurre infrarouge intelligent et miniature : CASSIS. Au delà de la démonstration de CASSIS, l’ensemble de mes travaux de thèse, qui s’inscrivent dans le cadre d’un laboratoire commun, IMPYACT,entre le CNRS et le groupe Etienne Lacroix, ont contribué à mettre au point des solutions et technologies“génériques”et “versatiles”pour l’initiation contrôlée, la propulsion et l’intégration de systèmes pyrotechniques miniatures exploitables pour nombreux systèmes pyrotechniques.

National audience; Energy autonomy is a major challenge in the massive deployment of wireless sensor networks in numerous applications. Energy harvesting and storage can serve as solutions to the autonomy issues. However, the harsh environment of certain applications requires a long lifetime since the use of batteries for storage is prohibited. We then resort to storage on ultra-capacitors. This type of storage has disadvantages that require a compromise between 3 factors: the fast charge of ultra-capacitors (low capacity), the maximum energy storage (strong capacity), and the maximization of stored energy utilization (low residual voltage). To meet these seemingly contradictory criteria, we propose three self-adaptive storage architectures. The first consists of a matrix of four identical ultra-capacitors, interconnected by switches, whose equivalent capacity adapts to the stored energy. The second and third architectures consist of two ultra-capacitors, one of low capacity and the other of large capacity, the difference between the two architectures being related to the number and type of switches used. The self-adaptive storage architectures that we propose include a suitable self-powered control circuitry to vary the apparent capacity of the device. In addition, each architecture allows a cold start with completely empty ultracapacitors. These three architectures were first optimized through simulation, and then validated experimentally with discrete components. Finally, we implemented the self-adaptive storage architecture with two ultra-capacitors in a completely wireless measurement system, using an energy harvesting source and its associated electronics for its power supply, and demonstrated the relevance of this approach of reconfigurable storage. In conclusion, we deduce that the topologies can reach an efficiency of energy usage of up to 94.7% by employing discrete components, a value that could be further improved through the exploitation of a silicon integrated version for both the control circuitry and the ultra-capacitors.; L’autonomie énergétique est un verrou majeur au déploiement massif de réseau de capteurs sans fil dans nombreuses applications. La récupération d’énergie et son stockage constituent une voie pour améliorer cette autonomie. Dans certaines applications en environnement sévère ou nécessitant des durées de vie élevées, l’utilisation de batteries pour le stockage est prohibée. On a alors recours à du stockage sur supercondensateurs. Ce type de stockage présente des inconvénients nécessitant un compromis entre 3 facteurs : la charge rapide des supercondensateurs (capacité faible), l’énergie maximale stockée (capacité forte) et la maximisation de l’usage de l’énergie stockée (tension résiduelle basse). Pour répondre à ces critères apparemment contradictoires, nous avons proposé trois architectures de stockage auto-adaptatif. La première est composée d’une matrice de quatre supercondensateurs identiques, interconnectés par des interrupteurs, dont la capacité équivalente s’adapte à l’énergie stockée. Les deuxième et troisième architectures sont constituées de deux supercondensateurs, l’une de capacité faible et l’autre de capacité grande, la différence entre les deux architectures étant liée au nombre et type d’interrupteurs utilisés. Les architectures de stockage auto-adaptatif que nous avons proposées incluent une circuiterie de contrôle appropriée autoalimentée et permettant de faire varier la capacité apparente du dispositif. De plus, chaque architecture permet un démarrage à froid avec des supercondensateurs complètement vides. Ces trois architectures ont d’abord été optimisées en simulation puis validées expérimentalement en composants discrets. Finalement, nous avons implémenté l’architecture de stockage auto-adaptatif à deux supercondensateurs au sein d’un système de mesure sans fil complet utilisant une source de récupération d’énergie et son électronique associée pour son alimentation et montré la pertinence de cette approche de stockage reconfigurable. En termes d’efficacité d’usage de l’énergie, elles permettent d’atteindre jusqu’à 94,7% en composants discrets, valeur

National audience; During the past few decades, the emergence of new architectures (FDSOI, FinFETs or NW-FETs) and the use of new materials (like silicon/germanium alloys) allowed to go further in MOS devices scaling by solving short channel effect issues. However, new architectures suffer from contact resistance degradation with size reduction. This resistance strongly depends on two parameters: the active dopant concentration close to the semi-conductor surface and the Schottky barrier height of the silicide contact. Many solutions have been proposed to improve both of these physical parameters: pre-amorphisation, laser annealing, dopant segregation and others. In order to optimize the experimental conditions of these fabrication techniques, it is mandatory to measure precisely and reliably their impact on cited parameters. Within the scope of this thesis, two parts are dedicated to each lever of the contact resistance, each time precising the developed characterization method and concrete application studies. The first part concerns the study of the active dopant concentration close to the semi-conductor surface. In this axis, we developed a Differential Hall Effet method (DHE) which can provide accurate depth profiles of active dopant concentration combining successive etching processes and conventional Hall Effect measurements. To do so, we validated layer chemical etching and precise electrical characterization method for doped Si and SiGe. Obtained generated profiles have a sub-1nm resolution and allowed to scan the first few nanometers of layers fabricated by advanced ion implantation and annealing techniques, like solid-phase epitaxy regrowth activated by laser annealing. In the second part, we focused on the measurement of Schottky barrier height of platinum silicide contact. We transferred a characterization method based on back-to-back diodes structure to measure platinum silicide contacts with different dopant segregation conditions. The electrical measurements were then fitted with physical models to extract Schottky barrier height with a precision of about 10meV. This combination between measurements and simulations allowed to point out the best ion implantation and annealing conditions for Schottky barrier height reduction. To conclude, thanks to this project, we developed highly sensitive characterization methods for nanoelectronics application. Moreover, we brought several clarifications on the impact of alternative ion implantation and annealing processes on Si and SiGe ultra-thin layers in the perspective of contact resistance reduction in FDSOI source-drain module.; Durant ces dernières années, l’apparition de nouvelles architectures (FDSOI, FinFETs ou NW-FETs) et l’utilisation de nouveaux matériaux (notamment SiGe) ont permis de repousser les limites des performances des dispositifs MOS et de contourner l’effet canal court inhérent à la miniaturisation des composants. Cependant, pour toutes ces nouvelles architectures, la résistance de contact se dégrade au fil des noeuds technologiques. Celle-ci dépend fortement de deux paramètres physiques : la concentration de dopants actifs proches de la surface du semiconducteur et de la hauteur de barrière Schottky du contact siliciuré. De multiples procédés avancés ont été proposé pour améliorer ces deux paramètres physiques (pré-amorphisation, recuit laser, ségrégation de dopants, etc…). Afin d’optimiser les conditions expérimentales de ces nouvelles techniques de fabrication, il est primordial de pouvoir caractériser avec fiabilité leur impact sur les deux grandeurs physiques citées. Dans le cadre de cette thèse, deux thématiques dédiées à l’étude de chacun des paramètres sont abordées, explicitant les méthodes de caractérisation développées ainsi que des exemples concrets d’applications. La première partie concerne l’étude de la concentration de dopants actifs proches de la surface du semiconducteur. Dans cet axe, nous avons mis en place une méthode d’Effet Hall Différentiel (DHE). Cette technique combine gravures successives et mesures par effet Hall conventionnel afin d’obtenir le profil de concentration de dopants actifs en fonction de la profondeur. Nous avons développé et validé une méthode de gravure chimique et de mesure électrique pour des couches ultra-minces de SiGe et de Si dopées. Les profils de concentration générés ont une résolution en profondeur inférieure à 1 nm et ont permis d’étudier de façon approfondie dans les premiers nanomètres proches de la surface de couches fabriquées grâce à des techniques d’implantation et de recuit avancées comme par exemple, la croissance en phase solide activée par recuit laser. La deuxième partie porte sur la mesure de hauteurs de barrière Schottky pour des contacts siliciurés. Durant cette étude, nous avons transféré une technique se basant sur des diodes en tête bêche pour caractériser l’impact de la ségrégation de différentes espèces à l’interface siliciure/semi-conducteur sur la hauteur de barrière Schottky d’un contact en siliciure de platine. Cette méthode de mesure associée à des simulations physiques a permis d’une part, d’extrairer avec fiabilité des hauteurs de barrières avec une précision de 10meV et d’autre part, d’effectuer une sélection des meilleures conditions de ségrégation de dopants pour la réduction de la hauteur de barrière Schottky. Pour conclure, ce projet a rendu possible le développement de méthodes de caractérisation pour l’étude de matériaux utilisés en nanoélectronique. De plus, nous avons pu apporter des éclaircissements concernant l’impact de techniques d’implantation ionique alternatives sur des couches de Si et SiGe ultrafines, et ce, dans le but de réduire la résistance de contact entre siliciure et semi-conducteur dans le module source-drain de transistors ultimes

National audience; Several studies on cyclic scheduling problems have been presented in the literature. However, most of them consider that the problem parameters are deterministic and do not consider possible uncertainties on these parameters. However, the best solution for a deterministic problem can quickly become the worst one in the presence of uncertainties, involving bad schedules or infeasibilities. Many sources of uncertainty can be encountered in scheduling problems, for example, activity durations can decrease or increase, machines can break down, new activities can be incorporated, etc. In this PhD thesis, we focus on scheduling problems that are cyclic and where activity durations are affected by ("the" a effacer) uncertainties. More precisely, we consider an uncertainty set where each task duration belongs to an interval, and the number of parameters that can deviate from their nominal values is bounded by a parameter called budget of uncertainty. This parameter allows us to control the degree of conservatism of the resulting schedule. In particular, we study two cyclic scheduling problems. The first one is the basic cyclic scheduling problem (BCSP). We formulate the problem as a two-stage robust optimization problem and, using the properties of this formulation, we propose three algorithms to solve it. The second considered problem is the cyclic jobshop problem (CJSP). As for the BCSP, we formulate the problem as two-stage robust optimization problem and by exploiting the algorithms proposed for the robust BCSP we propose a Branch-and-Bound algorithm to solve it. In order to evaluate the efficiency of our method, we compared it with classical decomposition methods for two-stage robust optimization problems that exist in the literature. We also studied a version of the CJSP where each task duration takes uniformly values within an interval and where the objective is to minimize the mean value of the cycle time. In order to solve the problem, we adapted the Branch-and-Bound algorithm where in each node of the search tree, the problem to be solved is the computation of a volume of a polytope. Numerical experiments assess the efficiency of the proposed methods.; Plusieurs problèmes d’ordonnancement cyclique ont été étudiés dans la littérature. Cependant, la plupart de ces travaux considèrent que les paramètres sont connus avec certitude et ne prennent pas en compte les différents aléas qui peuvent survenir. Par ailleurs, un ordonnancement optimal pour un problème déterministe peut très vite devenir le pire ordonnancement en présence d’incertitude. Parmi les incertitudes que nous pouvons rencontrer dans les problèmes d’ordonnancement, la variation des durées des tâches par rapport au valeurs estimées, pannes des machines, incorporation de nouvelles tâches qui ne sont pas considérées au départ, etc. Dans cette thèse, nous étudions des problèmes d’ordonnancement cyclique où les durées des tâches sont affectées par des incertitudes. Ces dernières sont décrites par un ensemble d’incertitude où les durées des tâches sont supposées appartenir à des intervalles et le nombre de déviations par rapport aux valeurs nominales est contrôlé par un paramètre appelé budget d’incertitude. Nous étudions deux problèmes en particulier. Le premier est le problème d’ordonnancement cyclique de base (BCSP). Nous formulons celui-ci comme un problème d’optimisation robuste bi-niveau et, à partir des propriétés de cette formulation, nous proposons différents algorithmes pour le résoudre. Le deuxième problème considéré est le problème du jobshop cyclique. De manière similaire au BSCP, nous proposons une formulation en termes de problème d’optimisation bi-niveau et, en exploitant les algorithmes développés pour le problème d’ordonnancement cyclique de base, nous développons un algorithme de Branch-and-Bound pour le résoudre. Afin d’évaluer l’efficacité de notre méthode nous l’avons comparé à des méthodes de décomposition qui existent dans la littérature pour ce type de problèmes. Enfin, nous avons étudié une version du problème du jobshop cyclique où les durées des tâches prennent des valeurs dans des intervalles d’une manière uniforme et dont l’objectif est de minimiser la valeur moyenne du temps de cycle. Pour résoudre ce problème nous avons adopté un algorithme de Branch-and-Bound où chaque sous-problème de l’arbre de recherche consiste à calculer le volume d’un polytope. Enfin, pour montrer l’efficacité de chacune de ses méthodes, des résultats numériques sont présentés.

The main objective of this work which has been conducted between the IRT Saint Exupéry and the CEMES, Université de Toulouse, CNRS laboratory is to reduce production and exploitation costs of aircraft primary structures by evaluating the potential increase of operating temperatures of aluminum alloys. To do so, two already fit-to-fly Al-Cu alloys have been selected and studied: the 2219-T851 and the 2050-T84. These alloys have been characterized throughout ageing treatments up to 10,000h at 200°C with electronic and optical microscopies in order to evaluate the microstructural changes. Standardized mechanical tests have also been conducted to follow the effects of such ageing on the alloys’ properties. The results have shown the stability of the mechanical properties and the microstructure of the 2219-T851 from 1,000h to 10,000h of ageing. This is attributed to the nano-precipitation of θ'-Al2 Cu, stable during the ageing treatment. Moreover, those precipitates tend to form during the ageing of the 2050-T84 by replacing the well known T1-Al2CuLi phase, unstable during medium range temperature ageing. During this thesis, special attention has been paid on the link between the mechanical properties and the fine scale microstructures of both alloys.; Ces travaux de thèse réalisés entre l'IRT Saint Exupéry et le CEMES, Université de Toulouse, CNRS ont pour objet l'étude d’alliages de la série 2000 pour des utilisations à des températures intermédiaires, de l'ordre de 200°C. La possibilité d'utiliser ces matériaux à cette température permettrait aux industriels du secteur aéronautique de réduire les coûts de production d'une part, et de diminuer les coûts d'exploitation des aéronefs ainsi plus légers d'autre part. Afin de répondre à cette problématique industrielle, deux nuances commerciales ont été considérées : le 2219-T851 et le 2050-T84. Ces nuances, déjà utilisées dans l'industrie aéronautique, ont été caractérisées à différentes échelles d'observation tout au long d'un vieillissement isotherme à 200°C allant jusqu’à 10000 h. Des observations effectuées à l'aide de divers microscopes optiques et électroniques et couplées à des essais mécaniques macroscopiques ont permis de déterminer l'évolution de ces nuances vieillies dans de telles conditions. Les résultats de cette étude montrent une importante stabilité thermodynamique des précipités nanométriques θ'-Al2Cu. Ces précipités constituent la microstructure fine de la nuance 2219-T851 à réception et apparaissent au cours du vieillissement au sein de la nuance 2050-T84 au détriment des précipités T1-Al2CuLi pourtant à l'origine des meilleures performances mécaniques avant vieillissement. Les évolutions microstructurales sont mises en lien avec les propriétés mécaniques en traction. Ces résultats montrent un intérêt industriel pour la nuance 2219-T851 dont la stabilité des propriétés a été montrée dès 1000h de vieillissement.

National audience; In the near-infrared (NIR) and mid-infrared (MIR) spectral domains (3-10µm), requirements and needs evolve toward more complex optical functions and highly-integrated systems. This is especially relevant in the context of space and aeronautics applications for earth observation, where the aim is to increase the number of acquired spectral bands while simultaneously reducing the device footprint. These requirements translate into a pixelization of the filters so that they can be integrated into a mosaic which also performs the spatial filtering and different spectral functions. As of today, conventional thin films filter technologies haven’t been shown to achieve this goal. As a result, different filtering concepts originating from the field of photonics which could overcome these limitations must be investigated. “Zero-contrast gratings” (ZCG) are a kind of guided-mode resonance filters that have proved to implement efficient tunable transmission filters in the MIR, while having a very simple structure. Nevertheless, their narrow transmission linewidth and weak angular acceptance hinder their applicability for pixelated applications in the MIR. We present in this work several structures based on the ZCG concept. On the one hand, we have introduced doubly-corrugated 1D filters with bandwidths ranging from 1 to 200nm, allowing for 100µm pixel sizes and tunable over a domain of 200nm. On the other hand, we have shown a novel filtering concept, which we called “TE/TM ZCG”. This new generation of ZCG is not bound by stringent material requirements inherent to conventionnal ZCGs. Their fabricability have been demonstrated through cleanroom operations. A first doubly-corrugated 1D filter has been fabricated and characterized optically.; Dans le domaine du proche infrarouge et du moyen infrarouge (3-10µm), les besoins évoluent vers une plus grande complexité des fonctions optiques et un niveau d’intégration plus élevé des systèmes. Ceci est particulièrement vrai dans un contexte spatial ou aéronautique visant à l’observation de la terre, où l’on cherche simultanément à accroître le nombre de bandes spectrales acquises et à miniaturiser les systèmes d’observation. Cela se traduit notamment par une pixellisation des filtres afin que ceux-ci soient intégrés dans une matrice réalisant plusieurs fonctions optiques. Or, les méthodes traditionnelles de fabrication de filtres optiques utilisant des empilements de couches minces n’ont pas démontré leur capacité à répondre au besoin de pixellisation dans l’infrarouge. C’est pourquoi il est nécessaire d’étudier de nouveaux concepts de filtrages issus du domaine de la photonique permettant de s’affranchir de ces limitation! s. Les « zero-contrast gratings » (ZCG), qui constituent une sous-catégorie des réseaux résonnants, ont démontré leur capacité à réaliser des filtres en transmission accordables de grande efficacité dans le proche-infrarouge, tout en ayant une structure très simple. Néanmoins, leur faible bande passante et leur tolérance angulaire réduite en limitent la pertinence pour des applications pixellisées dans le moyen-infrarouge. Nous présentons dans cette thèse diverses structures basées sur ce même concept de ZCG. D’une part nous introduisons des filtres 1D doublement corrugués de bande passante variant entre 1 et 200nm, dont les tailles de pixels accessibles sont de l’ordre de 100µm, accordables sur une bande de 200nm. D’autre part, nous avons développé un nouveau concept de filtre, dit « ZCG TE/TM » dont le fonctionnement permet de dépasser une limitation très restrictive des ZCGs conventionnels pour le choix d! es matériaux. La fabricabilité de ces dispositifs a été démontrée lors d’opérations technologiques menées en salle blanche. Un premier démonstrateur de filtre 1D doublement corrugué été caractérisé optiquement.

National audience; In the race for technological developments, a revolution has been induced by the appearance of Nitride technologies for two decades. These high-bandwidth technologies offer a unique combination of improved power performance, integration and energy balance for high-frequency applications (Ka-band L-band in industrial production). These technologies strongly mobilize the academic and industrial circles to propose improvements in particular on the aspects of reliability. The large efforts made by industrial and academic consortia have made it possible to better identify, understand and control certain major aspects limiting the reliability of components, and thus promote the qualification of certain sectors. However, the correlation and the detailed physical analysis of degradation mechanisms still raises many questions, and it is essential to strengthen these studies by a multi-tool analysis approach. We propose in this work of thesis a strategy of analysis according to two major aspects. The first concerns the implementation of a stress bench that allows monitoring of many static and dynamic electrical markers, without changing the connection conditions of the devices under test. The second is to implement a TCAD physical model most representative of the technology studied in order to calibrate the component at different periods of stress. The first chapter is devoted to the presentation of the main reliability tests of GaN HEMTs, and the electrical and / or structural defects identified in the literature; this includes so-called non-invasive techniques (ie, respecting the functional integrity of the component under test), and destructive techniques (ie, not allowing for the resumption of measured). The second chapter presents the high frequency and thermal stress bench developed for the purposes of this study; the addition of a vector network analyzer switching on the four test channels allows to have dynamic frequency data, in order to interpret the variations of the electrical model small-signal modules under test at different periods of stress. Aging results of 4,2 GHz HEMTs GaN components, performed at ambient temperature and for different compression points of the output power, are interpreted, leading to original observations on the identified degradation mechanism. The third chapter deals with TCAD physical simulation of HEMT GaN transistor; this model is calibrated on an industrial sector (on which we have many data), but can be adapted according to technological developments of other sectors. Our model has been developed in order to give a first-order account of the impact of fixed charges (depending on their location) on the instabilities of threshold voltages and carrier density in the channel, observed after HTOL constraints. This model makes it possible to distinguish effects specific to the channel from those induced by the grid control. In the last chapter, we use the GaN technology developed at the Université de Sherbrooke to design a prototype of a MMIC and hybrid 4.2GHz mono-stage amplifier.; Dans la course aux développements des technologies, une révolution a été induite par l’apparition des technologies Nitrures depuis deux décennies. Ces technologies à grande bande interdite proposent en effet une combinaison unique tendant à améliorer les performances en puissance, en intégration et en bilan énergétique pour des applications hautes fréquences (bande L à bande Ka en production industrielle). Ces technologies mobilisent fortement les milieux académiques et industriels afin de proposer des améliorations notamment sur les aspects de fiabilité. Les larges efforts consentis par des consortiums industriels et académiques ont permis de mieux identifier, comprendre et maîtriser certains aspects majeurs limitant la fiabilité des composants, et ainsi favoriser la qualification de certaines filières. Cependant, la corrélation et l’analyse physique fine des mécanismes de dégradation suscite encore de nombreux questionnements, et il est indispensable de renforcer ces études par une approche d’analyse multi-outils. Nous proposons dans ce travail de thèse une stratégie d’analyse selon deux aspects majeurs. Le premier concerne la mise en oeuvre d’un banc de stress qui autorise le suivi de nombreux marqueurs électriques statiques et dynamiques, sans modifier les conditions de connectiques des dispositifs sous test. Le second consiste à mettre en oeuvre un modèle physique TCAD le plus représentatif de la technologie étudiée afin de calibrer le composant à différentes périodes du stress. Le premier chapitre est consacré à la présentation des principaux tests de fiabilité des HEMTs GaN, et des défauts électriques et/ou structuraux recensés dans la littérature ; il y est ainsi fait état de techniques dites non-invasives (c.-à-d. respectant l’intégrité fonctionnelle du composant sous test), et de techniques destructives (c.-à-d. n’autorisant pas de reprise de mesure). Le second chapitre présente le banc de stress à haute fréquence et thermique développé pour les besoins de cette étude ; l’adjonction d’un analyseur de réseau vectoriel commutant sur les quatre voies de tests permet de disposer de données dynamiques fréquentielles, afin d’interpréter les variations du modèle électrique petit-signal des modules sous test à différentes périodes du stress. Des résultats de vieillissement de composants HEMTs GaN à 4,2GHz, réalisés à température ambiante et pour différents points de compression de la puissance de sortie, sont interprétés, conduisant à des observations originales quant au mécanisme de dégradation identifié. Le troisième chapitre porte sur la simulation physique TCAD de transistor HEMT GaN ; ce modèle est calibré sur une filière industrielle (sur laquelle nous disposons de nombreuses données), mais peut-être adapté selon les aménagements technologiques d’autres filières. Notre modèle a été aménagé afin de rendre compte au premier ordre de l’impact des charges fixes (selon leur localisation) sur les instabilités des tensions de seuil et de la densité de porteurs dans le canal, observées après contraintes HTOL. Ce modèle permet de distinguer des effets propres au canal de ceux induits par la commande de grille. Dans le dernier chapitre, nous exploitons la technologie GaN développée à l’Université de Sherbrooke pour concevoir un prototype d’amplificateur mono-étage MMIC et hybride à 4,2GHz.

National audience; The automatic synthesis of movements for legged robots is one of the long standing challenge of robotics, and its resolution is a prior to the safe deployment of robots outside of their labs. In this thesis, we tackle it with a divide and conquer approach, where several smaller sub-problems are identified and solved sequentially to generate motions in a computationally efficient manner. This decoupling comes with a feasibility issue : how can we guarantee that the solution of a sub-problem is a valid input for the next sub-problem ? To address this issue, this thesis defines computationally efficient feasibility criteria, focused on the constraints on the Center Of Mass of the robot. Simultaneously, it proposes a new formulation of the problem of computing a feasible trajectory for the Center Of Mass of the robot, given a contact sequence. This formulation is continuous, as opposed to traditional approaches that rely on a discretized formulation, which can result in constraint violations and are less computationally efficient. This general formulation could be straightforwardly used with any existing approach of the state of the art. The framework obtained was experimentally validated both in simulation and on the HRP-2 robot, and presented a higher success rate, as well as computing performances order of magnitudes faster than the state of the art.; La synthèse automatique du mouvement de robots à pattes est un enjeu majeur de la robotique : sa résolution permettrait le déploiement des robots hors de leurs laboratoire. Pour y parvenir, cette thèse suit l’approche "diviser pour régner", où le problème est décomposé en plusieurs sous-problèmes résolus séquentiellement. Cette décomposition amène alors la question nouvelle de la faisabilité : comment garantir que la solution d’un sous-problème, permet la résolutiondes suivants (dont elle sert d’entrée) ? Pour y répondre, cette thèse définit des critères de faisabilités efficaces, qui s’appuient sur la définition des contraintes qui s’appliquent au centre de masse du robot. En parallèle, et de manière plus générale, elle propose une nouvelle formulation du problème du calcul d’une trajectoire valide pour le centre de masse du robot. Cette formulation, continue, présente le double avantage (par rapport aux méthodes discrètes classiques) de garantir la validité de la solution en tous points, tout en améliorant, grâce à une réduction de la dimensionnalité du problème, les performances des algorithmes de l’état de l’art. L’architecture de planification de mouvement résultante a été validée en simulation, ain que sur le robot HRP-2, démontrant ainsi sa supériorité en termes de temps de calcul et de taux de succès par rapport à l’existant.

National audience; Identifying codes were introduced in 1998 by Karpovsky, Chakrabarty and Levitin. An identifying code is a subgraph such that each vertex is uniquely identified by the vertices in its neighborhood. There are several variants of these codes, including a colored version where the vertices are identified by the colors in their neighborhood. In this phd, we want to build an identifying coloring of a large cycle, given a fixed number of colors. We also studied identified codes in a certain class of oriented graphs: tournaments. We have also studied some topics in the game theory. The first one is a generalization of octal games, where we play on a graph instead of a heap. More precisely, the 0.33 game; each player can remove one or two vertices in a graph, with no disconnection allowed. The first player who cannot play loses. We studied this game in some graph classes: subdivided stars and subdivided bistars. The other game is called the Firefighter game. It's a one player game! , where this one wants to contain a spreading fire in a graph. We solved a conjecture about this game, and introduced the online version of the game, for which we found some approximation results.; Les codes identifiants ont été introduits en 1998 par Karpovsky, Chakrabarty et Levitin. Un code identifiant est un sous-graphe tel que chaque sommet est identifié de manière unique par les sommets du code qui l'entourent. Il existe plusieurs variantes de ces codes, dont notamment une version colorée dans laquelle les sommets sont identifiés par les couleurs dans leur voisinage. Dans cette thèse, nous cherchons en particulier à construire un cycle le plus grand possible qui admette une coloration identifiante, étant donné un nombre de couleurs fixé. Nous avons aussi étudié le problème des codes identifiants sur une classe particulière de graphes orientés : les tournois. Dans une seconde partie, nous avons aussi étudié deux jeux particuliers. Le premier est une généralisation des jeux octaux - qui se jouent normalement sur un tas - aux graphes. Plus précisemment, le jeu 0.33 ; chaque joueur peut retirer un ou deux sommets voisins d'un graphe, sans déc! onnecter ce dernier. Le premier qui ne peut plus jouer perd. Nous avons été capable de caractériser les issues de ce jeu dans des classes de graphes particulières, les étoiles subdivisées et les bi-étoiles subdivisées. Le second jeu est appelé le jeu du Pompier (Firefighter). Il consiste à arrêter un feu qui se propage dans un graphe en protégeant des sommets à chaque tour. Nous avons résolu une conjecture sur ce jeu, et introduit la version online, pour laquelle nous avons pu donner des résultats d'approximation.

Rapport Final Contrat Industriel CNRS / DASSAULT AVIATION N° 181596

International audience; Les applications de réalité augmentée sur téléphones mo-biles nécessitent l’adaptation des algorithmes de vision auxcaméras à obturateur déroulant présentes sur ces appareils.Cet article propose un nouveau modèle géométrique de ca-méra à obturateur déroulant utilisant des B-Splines non-uniformes afin d’approximer fidèlement la trajectoire de lacaméra au cours du temps. Une méthode d’ajustement defaisceaux intégrant ce modèle est décrite puis testée sur desjeux de données synthétiques. De plus, nous exposons unprocessus itératif d’optimisation permettant une répartitionspatiale et temporelle des poses de contrôle de la courbe B-Spline adaptée à la dynamique de la trajectoire. Les amé-liorations apportées sont illustrées sur l’approximation detrajectoires simulées et de trajectoires réelles avec exploita-tion d’une vérité-terrain donnée par un système de MotionCapture.

Identifying codes were introduced in 1998 by Karpovsky, Chakrabarty and Levitin. An identifying code is a subgraph such that each vertex is uniquely identified by the vertices in its neighborhood. There are several variants of these codes, including a colored version where the vertices are identified by the colors in their neighborhood. In this phd, we want to build an identifying coloring of a large cycle, given a fixed number of colors. We also studied identified codes in a certain class of oriented graphs: tournaments. We have also studied some topics in the game theory. The first one is a generalization of octal games, where we play on a graph instead of a heap. More precisely, the 0.33 game; each player can remove one or two vertices in a graph, with no disconnection allowed. The first player who cannot play loses. We studied this game in some graph classes: subdivided stars and subdivided bistars. The other game is called the Firefighter game. It's a one player game, where this one wants to contain a spreading fire in a graph. We solved a conjecture about this game, and introduced the online version of the game, for which we found some approximation results.; Les codes identifiants ont été introduits en 1998 par Karpovsky, Chakrabarty et Levitin. Un code identifiant est un sous-graphe tel que chaque sommet est identifié de manière unique par les sommets du code qui l'entourent. Il existe plusieurs variantes de ces codes, dont notamment une version colorée dans laquelle les sommets sont identifiés par les couleurs dans leur voisinage. Dans cette thèse, nous cherchons en particulier à construire un cycle le plus grand possible qui admette une coloration identifiante, étant donné un nombre de couleurs fixé. Nous avons aussi étudié le problème des codes identifiants sur une classe particulière de graphes orientés : les tournois. Dans une seconde partie, nous avons aussi étudié deux jeux particuliers. Le premier est une généralisation des jeux octaux - qui se jouent normalement sur un tas - aux graphes. Plus précisemment, le jeu 0.33 ; chaque joueur peut retirer un ou deux sommets voisins d'un graphe, sans déconnecter ce dernier. Le premier qui ne peut plus jouer perd. Nous avons été capable de caractériser les issues de ce jeu dans des classes de graphes particulières, les étoiles subdivisées et les bi-étoiles subdivisées. Le second jeu est appelé le jeu du Pompier (Firefighter). Il consiste à arrêter un feu qui se propage dans un graphe en protégeant des sommets à chaque tour. Nous avons résolu une conjecture sur ce jeu, et introduit la version online, pour laquelle nous avons pu donner des résultats d'approximation.

National audience; The role of mitochondria have been restricted to oxidative phosphorylation for a long time. Now it is clear that they are also the main sources of reactive oxygen species, implied in oxidative stress and cell-to-cell signaling. Thus, mitochondrial malfunction is potentially the cause of the appearance and the progression of diseases linked to ageing like cancers and neurodegenerative troubles. In the frame of acute myeloid leukemia, studies governed by Jean-Emmanuel Sarry of the Cancer Research Center of Toulouse, showed that it is possible to improve the efficacy of current chemotherapies by targeting mitochondria’s function. In this context, the objective of the thesis presented here consist in the design and the manufacturing of electrochemical micro-sensors, dedicated to the analysis of the metabolic activity of isolated mitochondria. The manufacturing occurred in the clean room facilities of the Laboratory for Analysis and Architecture of Systems of Toulouse under the supervision of Jérôme Launay and Pierre Temple-Boyer, researchers specialized in the development of solutions aiming the detection of species diluted in solution. Finally, a complete system ensuring the coupling with microscopy and fluidics have been realized, validated, and patented. The results obtained allow us to consider the analysis at the scale of the single mitochondrion with a parallelized approach, thing that have never been made.; La mitochondrie est restée longtemps cantonnée au rôle de centrale énergétique cellulaire. On sait désormais qu’elle est aussi la principale source d’espèces réactives oxygénées, impliquées dans le stress oxydant et la signalisation inter-cellulaire. Le dérèglement de l’activité mitochondriale est ainsi susceptible d’être la cause de l’apparition et de la progression de maladies associées au vieillissement, comme le cancer et les maladies neurodégénératives. Dans le cadre de la leucémie aiguë myéloïde, des études menées par l’équipe dirigée par Jean-Emmanuel Sarry du Centre de Recherche en Cancérologie de Toulouse, ont montré qu’il est possible de sensibiliser les cellules jusqu’alors résistantes à la chimiothérapie, en ciblant préalablement la fonction mitochondriale. C’est dans ce contexte que s’inscrit le sujet de cette de thèse, portant sur la conception et la réalisation de micro-capteurs électrochimiques dédiées à l’analyse du métabolisme mitochondrial, à l’échelle de la mitochondrie isolée. La fabrication des microsystèmes s’est déroulée dans la salle blanche du Laboratoire d’Analyse et d’Architecture des Systèmes de Toulouse, sous l’encadrement des chercheurs Jérôme Launay et Pierre Temple-Boyer, spécialisés dans la conception de capteurs pour la détection d’espèces en phase liquide. Finalement, un système complet assurant le couplage à la microscopie et à la gestion des fluides a été fabriqué, validé, et breveté. Les résultats obtenus nous permettent d’envisager l’analyse à l’échelle de la mitochondrie unique par une approche parallélisée, ce qui n’a encore jamais été réalisé.

National audience; Geostationary spacecraft have to stay above a fixed point of the Earth, on a so-called geostationary Earth orbit. For this orbit, the orbital period of the spacecraft is equal to the rotation period of the Earth. Because of orbital disturbances, spacecraft drift away their station keeping position. It is therefore mandatory to create control strategies in order to make the spacecraft stay in the vicinity of the station keeping position. Due to their high thrust capabilities, chemical thrusters have been widely used. However nowadays electric propulsion based thrusters with their high specific impulse are viable alternative in order to decrease the spacecraft mass or increase its longevity. The use of such a system induce the necessity to handle operational constraints because of the limited on-board power. These operational constraints are difficult to take into account in the mathematical transcription of the station keeping problem in an optimal control problem with control and state constraints. This thesis proposed two techniques in order to solve this optimal control problem. The first one is based on the computation of first order necessary conditions and consists in decomposing the overall problem in three sub-problems, leading to a three-step decomposition method. The first step solves an optimal control problem without the operational constraints. The second steps enforces these operational constraints thanks to dedicated equivalence schemes and the third one optimises the switching times of the control profile thanks to a method borrowed from the switched systems theory. The second proposed method consists in parametrising the on-off control profile with binary functions. After a time discretisation of the station keeping horizons, the operational constraints are easily recast as linear constraints on integer variables, the dynamics is numerically integrated and the station keeping problem is recast as a mixed integer linear programming problem. After the resolution of the problem over a short time horizon of one week, the station keeping problem is solved over a long time horizon of one year. To this end, the long time horizon is split in shorter horizons over which the problem is successively solved. End-of-cycle constraints have been set up in order to ensure the feasibility of the solution one short horizon after another.; Pour mener à bien leur mission, les satellites de télécommunications doivent rester à la verticale d’un même point de la Terre, sur une orbite dite géostationnaire, pour laquelle la période de révolution des satellites sur leur orbite est identique à la période de rotation de la Terre sur elle-même. Cependant, à cause des perturbations orbitales, les satellites tendent à s’en éloigner, et il est alors nécessaire de concevoir des stratégies de commande pour les maintenir dans un voisinage de cette position de référence. Du fait de leur grande valeur de poussée, les systèmes à propulsion chimique ont largement été utilisés, mais aujourd’hui les systèmes à propulsion électrique avec leur grande impulsion spécifique sont des alternatives viables pour réduire la masse d’ergols du satellite, et ainsi le coût au lancement, ou allonger la durée de vie du satellite, ce qui permettrait de limiter l’encombrement dans l’espace. Cependant, l’utilisation d’un tel système propulsif induit des contraintes opérationnelles issues en partie du caractère limité de la puissance électrique disponible à bord. Ces contraintes sont difficiles à prendre en compte dans la transcription du problème de maintien à poste en un problème de contrôle optimal à consommation minimale avec contraintes sur l’état et le contrôle. Ce manuscrit propose deux approches pour résoudre ce problème de commande optimale. La première, basée sur le développement et l’exploitation de conditions nécessaires d’optimalité, consiste à découper le problème initial en trois sous-problèmes pour former une méthode de résolution à trois étapes. La première étape permet de résoudre un problème de maintien à poste expurgé des contraintes opérationnelles, tandis que la deuxième, initialisée par le résultat de la première, produit une solution assurant le respect de ces dernières contraintes. La troisième étape permet d’optimiser la valeur des instants d’allumage et d’extinction des propulseurs dans le cadre du formalisme des systèmes à commutation. La seconde approche, dite « directe », consiste à paramétrer le profil de commande par une fonction binaire et à le discrétiser sur l’horizon temporel de résolution. Les contraintes opérationnelles sont ainsi facilement transcrites en contraintes linéaires en nombres entiers. Après l’intégration numérique de la dynamique, le problème de contrôle optimal se résume à un problème linéaire en nombres entiers. Après la résolution du problème de maintien à poste sur un horizon court d’une semaine, le problème est résolu sur un horizon long d’un an par résolutions successives sur des horizons courts d’une durée de l’ordre de la semaine. Des contraintes de fin d’horizon court doivent alors être ajoutées afin d’assurer la faisabilité de l’enchaînement des problèmes sur l’horizon court constituant le problème sur l’horizon long.

National audience; Multi-Jonction Solar Cells (MJSCs) are leading the way of high efficiency photovoltaic devices, with conversion efficiency up to 46%. Their subcells are designed to absorb in a specific and complementary range of the solar spectrum, and are connected in series with tunnel junctions. The tandem architecture InGaP/GaAs - with bandgaps of 1.87 eV and 1.42 eV respectively - is mature and its efficiency could be enhanced by incorporating subcell(s) with bandgaps of 1 eV and/or 0.7 eV. The Molecular Beam Epitaxy (MBE) growth of such low bandgap materials has thus to be developed, as well as low-resistive tunnel junctions with good structural and optical properties. Based on the MBE growth and the simulation of GaAs tunnel junctions, we have identified interband tunneling as the predominant transport mechanism in such devices rather than trap-assisted-tunneling. The interband tunneling mechanism could be enhanced with the type II GaAsSb/InGaAs heterostructure. Using this material system, we have then demonstrated tunnel junctions with very low electrical resistivity with a limited degradation of the optical and structural properties inherently induced by the use of low band-gap and lattice-mismatched GaAsSb and InGaAs materials. Moreover, we fabricated an innovative AlInGaAs/AlGaAsSb tunnel junction as a graded buffer architecture that could be used for the incorporation of a 1 eV metamorphic subcell. We then developed and characterized InGaAsN(Bi) materials with band-gaps of ~1eV, taking advantage of in-situ wafer curvature measurements during the MBE growth to control the lattice-mismatch. Preliminary solar cells based on GaAs, 1 eV dilute nitride and metamorphic InGaAs have been fabricated and characterized validating the developed tunnel junction architectures. This work has enabled to demonstrate the potential of the type II GaAsSb/InGaAs heterostructure to meet the challenges posed by the conception and the fabrication of GaAsbased MJSCs, both for the tunnel junction and the 1 eV subcell.; L’architecture des cellules solaires multi-jonction permet d’obtenir des records de rendement de conversion photovoltaïque, pouvant aller jusqu’à 46%. Leurs sous-cellules sont chacune conçues pour absorber une partie bien définie et complémentaire du spectre solaire, et sont connectées en série par des jonctions tunnel. La fabrication de cellules solaires tandem InGaP/GaAs d’énergies de bande interdite (« band gap ») 1,87 eV/1,42 eV accordées en maille sur substrat GaAs est bien maîtrisée, et de très hauts rendements peuvent être obtenus en ajoutant une ou deux sous-cellules de plus petit « gap » (1 eV et 0,7eV). Pour cela, les matériaux « petits gaps » fabriqués par Epitaxie par Jets Moléculaires (EJM) doivent être développés ainsi que des jonctions tunnel présentant une faible résistivité électrique, une haute transparence optique et de bonnes propriétés structurales. La croissance EJM et la modélisation de jonctions tunnel GaAs nous a permis d’identifier le mécanisme d’effet tunnel interbande plutôt que le mécanisme d’effet tunnel assisté par les défauts comme mécanisme dominant du transport dans ces structures. Nous avons exploité l’hétérostructure de type II fondée sur le système GaAsSb/InGaAs pour favoriser ce mécanisme d’effet tunnel interbande, et donc obtenir des jonctions tunnel de très faible résistivité tout en limitant la dégradation des propriétés optiques et structurales des composants inhérente à l’utilisation de matériaux « petits gaps » et désaccordés en maille GaAsSb et InGaAs. De plus, nous avons conçu une structure innovante d’hétérojonction tunnel de type II AlGaInAs/AlGaAsSb sous la forme de tampon graduel pour l’incorporation d’une sous-cellule métamorphique à 1 eV. Plusieurs candidats pour le matériau absorbeur à 1 eV à base de nitrure dilué InGaAsN(Bi) ont alors été développés et caractérisés, le contrôle de l’accord de maille étant assuré par un suivi en temps réel de la courbure de l’échantillon pendant la croissance EJM. Des premières cellules solaires III-V à base de GaAs, de nitrure dilué à 1 eV et de GaInAs métamorphique ont été fabriquées afin de valider les architectures développées de jonctions tunnel. Ce travail a permis de démontrer le potentiel de l’hétérostructure de type II GaAsSb/InGaAs pour répondre aux principaux défis de conception et de fabrication des cellules solaires multi-jonction sur substrat GaAs, que ce soit au niveau de la jonction tunnel ou au niveau de l’incorporation des sous-cellules de gap 1 eV.

National audience; The electronic domain has known a significant expansion the last decades, all the advancements made has led to the development of miniature and efficient electronic devices used in many applications such as cyber physical systems. These systems use low-power wireless sensors for: detection, monitoring and so on. The use of wireless sensors has many advantages: • The flexibility of their location, they allow the access to hazardous areas. • The realization of lighter system, less expensive and less cumbersome. • The elimination of all the problems associated to the cables (erosion, impermeability…) • The deployment of sensor arrays. Therefore, these wireless sensors need to be supplied somehow with energy to be able to function properly. The classic ways of supplying energy such as batteries have some drawbacks, they are limited in energy and must be replaced periodically, and this is not conceivable for applications where the wireless sensor is placed in hazardous places or in places where the access is impossible. So, it is necessary to find another way to permanently provide energy to these wireless sensors. The integration and miniaturization of the electronic devices has led to low power consumption systems, which opens a way to another techniques in terms of providing energy. Amongst the possibilities, we can find the Wireless Power Transfer (WPT) and Energy Harvesting (EH). In fact, the electromagnetic energy is nowadays highly available in our planet thanks to all the applications that use wireless systems. We can take advantage of this massive available quantity of energy and use it to power-up the low power wireless sensors. This thesis is incorporated within the framework of WPT and EH. Its objective is the conception and realization of electromagnetic energy harvesters called “Rectenna” in order to supply energy to low power wireless sensors. The term “rectenna” is the combination of two words: Antenna and Rectifier. The Antenna is the module that captures the electromagnetic ambient energy and converts it to a RF signal, the rectifier is the RF circuit that converts this RF signal into a continuous (DC) signal that is used to supply the wireless sensors. In this manuscript, several rectennas will be presented, for different frequencies going from the GSM frequencies (868 MHz, 915 MHz) to the Ku/Ka bands.; L’électronique a connu une évolution incontestable ces dernières années. Les progrès réalisés, notamment dans l’électronique numérique et l’intégration des circuits, ont abouti à des systèmes plus performants, miniatures et à faible consommation énergétique. Les évolutions technologiques, alliant les avancées de l’informatique et des technologies numériques et leur intégration de plus en plus poussée au sein d’objets multiples, ont permis le développement d’un nouveau paradigme de systèmes qualifiés de systèmes cyber-physiques. Ces systèmes sont massivement déployés de nos jours grâce à l’expansion des applications liées à l’Internet Des Objets (IDO). Les systèmes cyber-physiques s’appuient, entre autre, sur le déploiement massif de capteurs communicants sans fil autonomes, ceux-ci présentent plusieurs avantages : • Flexibilité dans le choix de l’emplacement. Ils permettent l’accès à des zones dangereuses ou difficiles d’accès. • Affranchissement des câbles qui présentent un poids, un encombrement et un coût supplémentaire. • Elimination des problèmes relatifs aux câbles (usure, étanchéité…) • Facilité de déploiement de réseaux de capteurs Cependant, ces capteurs sans fils nécessitent une autonomie énergétique afin de fonctionner. Les techniques conventionnelles telles que les batteries ou les piles, n’assurent le fonctionnement des capteurs que pour une durée limitée et nécessitent un changement périodique. Ceci présente un obstacle dans le cas où les capteurs sans fils sont placés dans un endroit où l’accès est impossible. Il est donc nécessaire de trouver un autre moyen d’approvisionner l’énergie de façon permanente à ces réseaux de capteurs sans fil. L’intégration et la miniaturisation des systèmes électroniques ont permis la réalisation de systèmes à faible consommation, ce qui a fait apparaître d’autres techniques en termes d’apports énergétiques. Parmi ces possibilités se trouvent la récupération d’énergie électromagnétique et le transfert d’énergie sans fil (TESF). En effet, l’énergie électromagnétique est de nos jours, omniprésente sur notre planète, l’utiliser donc comme source d’énergie pour les systèmes électroniques semble être une idée plausible et réalisable. Cette thèse s’inscrit dans ce cadre, elle a pour objectif la conception et la fabrication de systèmes de récupération d’énergie électromagnétique pour l’alimentation de réseaux de capteurs sans fil. Le circuit de récupération d’énergie électromagnétique est appelé « Rectenna », ce mot est l’association de deux entités qui sont « antenne » et « rectifier » qui désigne en anglais le « redresseur ». L’antenne permet de récupérer l’énergie électromagnétique ambiante et le redresseur la convertit en un signal continu (DC) qui servira par la suite à alimenter les capteurs sans fil. Dans ce manuscrit, plusieurs rectennas seront présentées, pour des fréquences allant des bandes GSM 868MHz, 915MHz, passant par l’UMTS à 2GHZ et WIFI à 2,45GHz, et allant jusqu’aux bandes Ku et Ka.

National audience; This thesis deals with state estimation in discrete-time dynamic systems in the context of the integration of statistical and bounded error uncertainties. Motivated by the drawbacks of the interval Kalman filter (IKF) and its improvement (iIKF), we propose a filtering algorithm for linear systems subject to uncertain Gaussian noises, i.e. with the mean and covariance matrix defined by their membership to intervals. This new interval Kalman filter (UBIKF) relies on finding a punctual gain matrix minimizing an upper bound of the set of estimation error covariance matrices by respecting the bounds of the parametric uncertainties. An envelope containing all possible estimates is then determined using interval analysis. The UBIKF reduces not only the computational complexity of the set inversion of the matrices intervals appearing in the iIKF, but also the conservatism of the estimates. We then discuss different frameworks for representing incomplete or imprecise knowledge, including the cumulative distribution functions, the possibility theory and the theory of belief functions. Thanks to the last, a model in the form of a mass function for an uncertain multivariate Gaussian distribution is proposed. A box particle filter based on this theory is developed for non-linear dynamic systems in which the process noises are bounded and the measurement errors are represented by an uncertain Gaussian mass function. Finally, the UBIKF is applied to fault detection and isolation by implementing the generalized observer scheme and structural analysis. Through various examples, the capacity for detecting and isolating sensor/actuator faults of this tool is illustrated and compared to other approaches.; Cette thèse porte sur l’estimation d’état des systèmes dynamiques à temps discret dans le contexte de l’intégration d’incertitudes statistiques et à erreurs bornées. Partant du filtre de Kalman intervalle (IKF) et de son amélioration (iIKF), nous proposons un algorithme de filtrage pour des systèmes linéaires dont les bruits sont gaussiens incertains, c’est-à-dire de moyenne et matrice de covariance définies par leur appartenance à des intervalles. Ce nouveau filtre de Kalman intervalle (UBIKF) repose sur la recherche d’une matrice de gain ponctuelle minimisant une borne majorante de l’ensemble des matrices de covariance de l’erreur d’estimation en respectant les bornes des incertitudes paramétriques. Un encadrement de tous les estimés possibles est ensuite déterminé en utilisant l’analyse par intervalles. Le filtre UBIKF permet de réduire à la fois la complexité calculatoire de l’inversion ensembliste des matrices intervalles présent dans le filtre iIKF et le conservatisme des estimations. Nous abordons ensuite différents cadres permettant de représenter des connaissances incomplètes ou imprécises, y compris les fonctions de répartition, la théorie de possibilité et la théorie des fonctions de croyance. Grâce à cette dernière, un modèle sous forme d’une fonction de masse pour une distribution gaussienne multivariée incertaine est proposé. Un filtrage particulaire ensembliste basé sur cette théorie est développé pour des systèmes dynamiques non linéaires dans lesquels les bruits sur la dynamique sont bornés et les erreurs de mesure sont modélisées par une fonction de masse gaussienne incertaine. Enfin, le filtre UBIKF est utilisé pour la détection et l’isolation de défauts en mettant en oeuvre le schéma d’observateurs généralisé et l’analyse structurelle. Au travers de différents exemples, la capacité d’isolation de défauts capteurs/ actionneurs de cet outil est illustrée et comparée à d’autre approches.

National audience; With the new guidelines of improvement of agriculture, there is a need to control water resources. Studies need to be lead on a distributed instrumentation to measure soil moisture to control the irrigation. In the project IRRIS context, we realize a smart soil moisture sensor. First, we have to realize the sensing element of this sensor. We choose a capacitive detection to get a reactive sensor despite low cost. The body is a cylinder to be easily buried in the soil. The electrodes are made by electrochemical deposition on the plastic tube. Then, we design the measurement electronic. We compare two solutions, one with discrete components and the other software on embedded microcontroller. We submit those electronics at thermic variations to observe their comportment to create the law of compensation. Next we assemble the sensor according to two ways. The first, the multi sensor, forces the depths of sensing but reduces the costs by pooling the measurement electronic. The second, the mono sensor, frees the choice of depth but multiplies the number of sensors. We create at this step the sensor network thanks a wireless communication placed on 868MHz, an ISM band that we characterize in terms of range depending on the flow rate to optimize this communication. Finally, we observe the results of three measurement campaigns to validate the operating for different soil and cultures. This study ends in the realization of a sensor to measure soi l moisture with a reduced cost relative to the industrial sensor on the market. Experiments prove its ease of use as well as its proper functioning.; Avec les nouvelles directives de modernisation de l’agriculture, il est de plus en plus nécessaire de contrôler les ressources en eau. Pour cela, des études sont à mener sur la distribution d’une instrumentation pour mesurer l’état hydrique du sol pour contrôler l’irrigation. Dans le cadre du projet IRRIS, nous réalisons un capteur d’humidité du sol intelligent. Nous allons tout d’abord réaliser le corps d’épreuve de ce capteur. Nous choisissons une mesure capacitive pour obtenir un capteur réactif avec un coût de réalisation faible. Le corps est cylindrique pour pouvoir être inséré facilement dans le sol. Les électrodes s ont réalisées par dépôt électrochimique de cuivre sur ce cylindre plastique. Nous concevons ensuite l’électronique de mesure associée à ce corps. Pour cela, nous comparons deux solutions, l’une à base de composants discrets et l’autre logicielle sur microcontrôleur embarqué. Nous les soumettons ensuite à une variation thermique pour les caractériser afin de créer une loi de compensation. Puis nous assemblons notre capteur suivant deux modes. Le premier, le multi capteur, fige les profondeurs mais permet d’ intégrer l’électronique et donc réduire les coûts. Le second, le mono capteur, libère le choix de ces profondeurs mais multiplie le nombre de capteur. Nous réalisons un concentrateur permettant la création du réseau de capteurs à l’aide de communication sans fil située dans la bande ISM 868MHz et nous la caractérisons en termes de portée suivant le débit de données pour optimiser cette communication. Enfin, nous observons les résultats de trois campagnes de mesures dans des champs cultivés pour valider le fonctionnement sur différents types de sols et de cultures. Aux termes de ces travaux de recherches, nous avons créé un capteur permettant la mesure de l’humidité du sol avec un coût réduit par rapport aux capteurs industriel déjà existant. Les expérimentations sur site montrent sa facilité d’insertion ainsi que son bon fonctionnement.

Owing to the development of the smart farming, some new studies need to be lead on a distributed instrumentation to measure soil moisture to control the irrigation.In the project IRRIS context, we realize a smart soil moisture sensor. First, we have to realize the sensing element of this sensor. We choose a capacitive detection to get a reactive sensor despite low cost. The body is a cylinder to be easily buried in the soil. The electrodes are made by electrochemical deposition on the plastic tube. Then, we design the measurement electronic. We compare two solutions, one with discrete components and the other software on embedded microcontroller. We submit those electronics at thermic variations to observe their comportment to create the law of compensation. Next we assemble the sensor according to two ways. The first, the multi sensor, forces the depths of sensing but reduces the costs by pooling the measurement electronic. The second, the mono sensor, frees the choice of depth but multiplies the number of sensors. We create at this step the sensor network thanks a wireless communication placed on 868MHz, an ISM band that we characterize in terms of range depending on the flow rate to optimize this communication. Finally, we observe the results of three measurement campaigns to validate the operating for different soil and cultures.This study ends in the realization of a sensor to measure soil moisture with a reduced cost relative to the industrial sensor on the market. Experiments prove its ease of use as well as its proper functioning.; A cause du développement du smart farming, des études sont à mener sur la distribution de l’instrumentation pour mesurer l’état hydrique du sol en vue de contrôler l’irrigation. Dans le cadre du projet IRRIS, nous réalisons un capteur d’humidité du sol intelligent. Nous allons tout d’abord réaliser le corps d’épreuve de ce capteur. Nous choisissons une mesure capacitive pour obtenir un capteur réactif malgré un coût de réalisation faible. Le corps est cylindrique pour pouvoir être inséré facilement dans le sol. Les électrodes sont réalisées par dépôt électrochimique de cuivre sur ce cylindre plastique. Nous concevons ensuite l’électronique de mesure associée à ce corps. Pour cela, nous comparons deux solutions, l’une analogique et l’autre logicielle. Puis nous assemblons notre capteur suivant deux modes, le multi capteur ou le mono capteur. Nous réalisons à cette étape la création du réseau de capteurs à l’aide de communication sans fil située dans la bande ISM 868MHz et nous la caractérisons. Enfin, nous observons les résultats de trois campagnes de mesures dans des champs cultivés pour valider le fonctionnement sur différents types de sols et de cultures. Ces travaux aboutissent donc à la création d’un capteur permettant la mesure de l’humidité du sol avec un coût réduit par rapport aux capteurs industriel déjà existant. Les expérimentations sur site montrent sa facilité d’insertion ainsi que son bon fonctionnement.

National audience; Un système dynamique Booléen (SDB) représente l'évolution au cours du temps des interactions dans un ré-seau fini d'entités. La représentation des réseaux de ré-gulation de gènes, c'est à dire des interactions entre les gènes/protéines d'une cellule, en est un exemple. Dans ce domaine des théorèmes fondateurs ont porté sur les cycles d'interactions et l'étude des cycles, circuits et point fixes est fondamentale. Des travaux ont été fait sur la représentation de certains réseaux biologiques en utilisant des formalismes non-monotones, en particulier la logique de défauts ou les ASP. Mais une représentation des SDB par la plupart des formalismes non-monotones n'est pas satisfaisante, car elle ne permet pas de représenter les cycles stables et instables. Ici on représente les cycles en utilisant la logique des hypothèses qui généralise la logique des défauts. Pour cette logique on a toujours des extensions mais certaines d'entre elles, les extensions fantômes, vont jouer un rôle particulier pour la représentation et la gestion des cycles. L'article donne une représentation des SDB en logique des hypothèses. Le but est de permettre de discriminer les états stables, les cycles stables et instables.

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National audience; This research project focused on two technological approaches emerging from microfabrication for the selection and capture of circulating biomarkers from blood. At the molecular scale, this work was based on the automation of a directed capillary assembly protocol. A dedicated module was implemented into an automate for molecular stampin g and validated using a simple molecular model, allowing the elongation and large-scale assembly of single biomolecules in a controlled and automatized manner. The developed technology was then used for the assembly of relevant molecular biomarkers such as cell -free DNA (cf DNA) from untreated whole blood , evidencing the capabilities of this technology to single out nucleic acids from complex fluids composed of other cellular elements. At the cellular scale, an innovative concept for Circulating Tumor Cell s (CTCs) selection and capture was developed . The developed microdevice is fabricated using 30 direct laser writing and allows for a physical capture of cell s from untreated whole blood while preserving them for further recovery and analysis. After having optimized the design in vitro to maximize the capture efficiency of the system, a selective capture of cancer cell s from untreated whole blood was achieved . A first prototype for the in vivo use of this system was also developed and validated in vitro with cancer cells spiked into culture medium.; Ce travail de thèse s'est axé autour de deux approches technologiques issues du domaine de la microfabrication pour la sélection et la capture de biomarqueurs circulants dans le sang. A l'échelle moléculaire, un module d'assemblage capillaire dirigé a été implémenté dans un automate de tamponnage moléculaire puis validé en utilisant un modèle simple, permettant l'isolement et l'étirement de biomolécules individuelles de manière entièrement contrôlée et automatisée à large échelle. Nous avons ensuite appliqué cette technologie à des biomarqueurs moléculaires d'intérêt tels que les ADN libres contenus dans du sang complet, démontrant la capacité de la technique à isoler des acides nucléiques dans un fluide complexe contenant de nombreux éléments cellulaires . A l'échelle cellulaire, une approche innovante pour la sélection et la capture de Cellules Tumorales Circulantes a été développée. Le microdispositif mis au point est fabriqué par écriture laser à 3 dimensions et permet le piégeage physique de ces cellules dans du sang complet non traité tout en les préservant pour une récupération et analyse ultérieure. Après adaptation du microdispositif pour maximiser son efficacité de capture in vitro, une première preuve de concept de capture sélective de cellules cancéreuses dans du sang complet non traité a été réalisée. U n premier prototype pour une utilisation in vivo a été mi s au point et validé in vitro sur la capture de cellules cancéreuses dans du milieu de culture.

International audience

This thesis deals with new monitoring technologies applied to grain storage in silos. Since the first sedentary groups, cereals have been representing the main population and livestock’s staple food. Harvests are seasonal and their storage is therefore a vital necessity for the world’s population that will count 9 billion in 2050 compared to 7.3 billion today. In this problematic around monitoring of silos, insects represent the first grain postharvest pest causing considerable losses, in some cases up to 10% of the production. Several techniques and methods have been developed and implemented in order to face the danger of these pests. The most common method is the use of synthetic chemical insecticides, which have an obvious negative effect on both human health and the environment. This work is part of a cooperative program named ECOSILO, whose main objective is to design and prototype ecological alternatives to the systematic and massive use of insecticides. This is therefore a largely multidisciplinary approach, in which we were in charge to conceptualize a comprehensive monitoring system to: provide an earlier detection of infestations and put in place an automatic control of the attractive and insecticides diffusion. Our proposal is based on a logic of integrated pest management (IPM) and focuses on the prevention and early detection of possible infestations, in order to preserve stocks and avoid reaching high level of economic loss. Its fundamental originality lies in the proposition of a predictive model of the infestation development, which consists of coupling a thermal model of the silo with a biological model describing the insect’s growth. It is thus possible, with the support of additional meteorological data, to anticipate the development of insects and to initiate preventive alarms. This solution is accompanied by more specific electronic and computer monitoring developments in silos which are: A detection system at the entrance of silos; A supervision of the top of the hottest heap of grain; A monitoring of the heap of grain in its entire height. These developments are implementing multiple detection modes (temperature, humidity, acoustic probe, CO2). All these technical contributions are incorporated in the form of a comprehensive monitoring system equipped with a user interface that meets the requirements of the overall project ECOSILO. The functional checks have been performed in the laboratory and on real site. We conclude on the perspectives opened by this work.; Cette thèse traite des nouvelles technologies de surveillance appliquées au stockage des grains en silos. Les céréales représentent depuis les premiers regroupements sédentaires l’aliment principal pour l’Homme comme pour le bétail. Les récoltes sont saisonnières et leur stockage est donc une nécessité vitale pour une population mondiale qui compte actuellement 7,3 Mds d'habitants et qui en comptera 9 Mds en 2050. Dans cette problématique autour de la surveillance des silos, les insectes représentent les premiers ravageurs de grain après récolte, ce qui entraîne des pertes considérables pouvant atteindre dans certains cas jusqu’à 10% de la production. Plusieurs techniques et méthodes ont été développées et mises en pratique afin de faire face au danger que représentent ces ravageurs. La méthode la plus répandue est l’utilisation des insecticides chimiques de synthèse dont la dangerosité, impactant tant sur la santé humaine que sur l'environnement, est plus qu'évidente. Ce travail de thèse s'inscrit dans un programme coopératif, nommé ECOSILO, dont l'objectif majeur est de concevoir et de prototyper des solutions alternatives écologiques à l'utilisation systématique et massive de produits insecticides. Il s'agit donc d'une démarche largement pluridisciplinaire dans laquelle nous avons eu en charge d'imaginer un système complet de surveillance : détection au plus tôt des infestations et commande automatique de la diffusion d'attractifs puis d'insecticides. Notre proposition est fondée sur une logique de protection intégrée et privilégie la prévention et la détection précoce d'éventuelles infestations, ce afin de préserver les stocks et d'éviter d'atteindre un stade de perte économique trop élevé. Son originalité fondamentale réside dans la proposition d'un modèle prédictif du développement de l'infestation qui consiste à coupler un modèle thermique du silo avec un modèle biologique décrivant la croissance des insectes. Il est ainsi possible, avec l'appui de données complémentaires météorologiques, d'anticiper le développement des insectes et de lancer des alarmes préventives. Cette solution est accompagnée de développements électroniques et informatiques plus spécifiques de la surveillance continue des silos : un système de détection à l'entrée des silos ; une surveillance sur la partie haute du tas de grain la plus chaude ; une surveillance du tas de grains dans toute sa hauteur. Ces développements mettent en oeuvre des modes de détections multiples (température, humidité, sonde acoustique, CO2). Toutes ces contributions techniques sont intégrées sous la forme d'un système complet de surveillance équipé d'une interface utilisateurs qui répond aux exigences du projet global ECOSILO. Les vérifications fonctionnelles ont été réalisées en laboratoire et sur site réel. Nous concluons sur les perspectives ouvertes par ce travail.

In today’s automobiles, embedded computers, or ECUs (Electronic Control Units) are responsible for an increasing number of features in a vehicle. In order to coordinate their actions, these computers are able to exchange data over communication buses, effectively constituting an embedded network. While this network could previously be considered a closed system, the addition of means of communication in automobiles has opened this network to the outside world, thus raising many security issues. Our research work focuses on these issues and aims at proposing efficient architectural security mechanisms for protecting embedded automotive networks. The security of embedded automotive systems being a relatively recent topic, we first put a strong focus on defining the context. For that purpose, we describe the threats that can target a car’s embedded systems, provide a classification of the possible attack scenarios and present a survey of protection mechanisms in embedded automotive networks. Then, in order to complement the preventive security means that aim at stopping an attacker from entering the embedded network, we introduce an Intrusion Detection System (IDS) fit for vehicular networks. Leveraging the high predictability of embedded automotive systems, we use language theory to elaborate a set of attack signatures derived from behavioral models of the automotive calculators in order to detect a malicious sequence of messages transiting through the internal network. After a formal description of our IDS, we present a first batch of experiments aimed at validating our approach and assessing its performances.; Les calculateurs embarqués dans les automobiles, ou ECU (Electronic Control Unit) sont responsables d’un nombre croissant de fonctionnalités au sein du véhicule. Pour pouvoir coordonner leurs actions, ces calculateurs s’échangent des données via des bus de communication et forment ainsi un véritable réseau embarqué. Si historiquement ce réseau pouvait être considéré comme un système fermé, l’apparition de nombreux moyens de communication dans les automobiles a ouvert ce réseau au monde extérieur et fait émerger de nombreuses problématiques de sécurité dans ce domaine. Nos travaux s’inscrivent dans une démarche de mise en place de moyens de sécurité-immunité dans les réseaux automobiles. La thématique de la sécuritéimmunité dans l’automobile étant un sujet relativement récent, un effort particulier a été apporté à la définition du contexte. Ainsi, dans ce manuscrit, nous décrivons les menaces qui peuvent cibler ces systèmes embarqués, proposons une classification des scénarios d’attaques puis présentons les différents mécanismes de sécurité pouvant être appliqués aux systèmes embarqués d’une automobile. Ensuite, afin de compléter les mesures de sécurité préventives mises en place pour empêcher un attaquant de pénétrer au coeur du réseau embarqué, nous proposons dans cette thèse un système de détection d’intrusion pour les réseaux automobiles embarqués. Celui-ci, conçu à partir des spécifications du ou des systèmes à surveiller, intègre notamment des mécanismes permettant d’effectuer une corrélation des messages observés sur le réseau afin d’identifier des séquences de messages suspectes. Après avoir décrit formellement le fonctionnement de notre système de détection, nous présentons de premières expérimentations visant à valider notre méthode et à évaluer ses performances.

National audience; On s'intéresse au couplage non intrusif entre éléments NURBS et éléments finis classiques. L'idée est d'utiliser un patch NURBS pour représenter la géométrie globale et, lorsqu'il est utile de caractériser plus précisément un comportement dans une zone locale, substituer au modèle NURBS dans cette zone un modèle éléments finis classiques plus raffiné. Le problème de la description locale des NURBS (tel que le raffinement) peut alors être contourné de façon simple. On procède de manière itérative entre le modèle global et local, en échangeant uniquement des champs au niveau de l'interface.

International audience; Gestion des corps des enfants morts en période périnatale (France, périodes historiques)

International audience; Plaidoyer pour la notion de "non-sépulture" en contexte historique

National audience; Dans ce travail, nous proposons des solutions de durcissement contre les radiations afin d'augmenter les zones de sécurité de fonctionnement (SOA) des composants de puissance comme les IGBT. Nous présentons certaines modifications, réalisées au niveau design, permettant la désensibilisation contre les phénomènes de déclenchement liés aux structures parasites, afin d'améliorer la tenue aux radiations des composants de puissance à grilles isolées.

Electromagnetic periodic structures are of great interest. These structures act as frequency filters and allow the manufacturing of meta-materials which appear to be composite and artificial. They exhibit electromagnetic properties that are unusual to natural materials such as band gaps. This allows new devices to guide, focus or stop the propagation. This is for example useful to avoid coupling between various radiating elements via the characterization of the surface waves which propagate at the interface between air and the periodic structure. This thesis provides a description of the finite element method dedicated to the characterization of periodic structures. Numerical modelling results in eigenvalue problems of large sizes. It involves solving linear systems compounds of sparse matrices. A method is therefore discussed for solving this type of problem, optimizing and combining different algorithms. Before discussing the different aspects of the developed method, we establish an exhaustive list of all the existing methods by stating their advantages and drawbacks. We note that the finite element method can handle a wide range of periodic structures in three dimensions without limitation on their shape. We present different formulations of this method. Then the algorithmic aspects of the method are detailed. We show that an analysis of the resolution settings can impact the physical interpretations of the results. Finally we show the performance of our tool on classical validation results from the bibliography and we discuss the characterization of surface waves. Therefore, the study of a patch antenna array included in metal cavities is conducted. To conclude we can say that the studies conducted in this thesis have resulted in the production of a code used in an environment calculation initially present at ONERA.; En électromagnétisme les structures périodiques suscitent un grand intérêt. Ces structures agissent ainsi comme des filtres fréquentiels et permettent la fabrication de méta-matériaux, composites et artificiels. Elles présentent des propriétés électromagnétiques inédites pour les matériaux naturels telles que des bandes interdites. On a ainsi pu fabriquer de nouveaux dispositifs permettant de guider, de focaliser ou de stopper la propagation. C'est par exemple utile pour éviter le couplage entre différents éléments rayonnants notamment via la caractérisation des ondes de surface qui se propagent à l'interface entre l'air et la structure périodique. Ce travail de thèse s'inscrit dans ce contexte et propose une description de la méthode des éléments finis dédiée à la caractérisation des structures périodiques. La modélisation numérique aboutit à des problèmes de valeurs propres de grandes tailles. Elle implique la résolution de systèmes linéaires composés de matrices creuses. Une méthode est abordée pour résoudre ce type de problème, en optimisant et combinant différents algorithmes. Avant d'aborder les différents aspects de la méthode développée, nous établissons une liste exhaustive de l'ensemble des méthodes qui existent en énonçant leurs avantages et leurs inconvénients. Nous constatons notamment que la méthode des éléments finis permet de traiter un large éventail de structures périodiques en trois dimensions sans limitation sur leur forme géométrique. Nous présentons alors les différentes formulations de cette méthode. Ensuite les aspects algorithmiques de la méthode sont détaillés. Nous montrons notamment qu'une analyse des paramètres de résolution permet de préciser les interprétations physiques des résultats obtenus. Finalement nous présentons les performances de notre outil sur des cas d'applications issus de la littérature et nous abordons la caractérisation des ondes de surface. Pour cela, l'étude d'un réseau d'antennes patchs insérées dans des cavités métalliques est conduite. Notons pour conclure que les études conduites au cours de cette thèse ont abouti à la production d'un code utilisable dans un environnement de calcul initialement présent à l'ONERA.

Energy supply of embedded systems is limiting the development of the internet of things and more generally of the ambient intelligence paradigm. This thesis presents a generic micro-power management system able supply a wireless sensor node. The proposed architecture is based on a Single Inductor Multi Inputs Multi Outputs (SI MIMO) DC/DC converter coupled to an ultra low power Maximum Power Point Tracking circuit. In this work, we show that this family of converter allows to efficiently hybridizing several power sources with power storage elements in order to provide different DC regulated voltages that can supply a sensor node. In this end, and in the framework of the PCB² project, we realized a SI MIMO converter made of discrete components on a printed circuit board. This converter interfaces a piezoelectric generator, a photovoltaic cell, and a thin-film LIPON Lithium Phosphorous Oxynitride) battery buried in the PCB, in order to power a temperature data-logger. The concept validation and the design of the demonstrator have been done thanks to devices modeling and system simulations in a VHD-AMS environment. The efficiency of the circuit is about 55% in standard usage conditions and reaches 70% when the power passing through the converter exceeds 500µW.; L'autonomie énergétique des systèmes embarqués est un frein majeur au développement de l'intelligence ambiante et de l'internet des objets. Cette thèse présente un système générique de gestion de micro-puissance capable d'alimenter un nœud de réseau de capteurs autonomes et communicant sans fil (WSN). L'architecture proposée est basée sur un convertisseur DC/DC abaisseur simple inductance multi-entrées multi-sorties (SI MIMO) associé à un circuit de recherche du point de puissance maximal (MPPT) très basse consommation. Nous montrons dans ce travail que cette famille de convertisseurs permet d'hybrider efficacement plusieurs sources et plusieurs éléments de stockage pour fournir les tensions régulées nécessaires à l'alimentation électrique d'un nœud de WSN. Pour ce faire, et dans le cadre du projet PCB², nous avons réalisé un convertisseur SI MIMO à base de composants discrets ultra basse consommation sur carte PCB. Ce convertisseur interface un récupérateur piézoélectrique, une cellule photovoltaïque et une batterie fine au LIPON (Lithium Phosphorous Oxynitride) enterrée dans le circuit imprimé, pour alimenter un capteur de température enregistreur. Le développement de modèles pour chacun de ces dispositifs et leur implémentation dans un environnement de simulation système en VHDL-AMS a permis, dans un premier temps, de valider le concept présenté, puis, a guidé le travail de conception et d'optimisation du circuit du démonstrateur. Le rendement ainsi obtenu avoisine 55% dans les conditions normales d'utilisation et tend vers 70% lorsque le niveau de puissance qui transite dans le convertisseur dépasse 500 µW.

A mes amis.; The problematic of this thesis was to study systems able to (self) diagnose in the objective to (self) reconfigure in the context of improving the autonomy of space systems. To achieve this, we interested to agents based on a model of the system, a concept studied in AI. We used this concept in a state tracking goal, also taking into account the possible defaults of the system, achieving a dynamic diagnosis task. For that, the aspects of the possible defaults of the system were integrated in the model. State tracking is a task which updates a belief state of the system. We analysed this task in an algorithmic point of view to respond to the weak computing power of space systems. We studied state tracking algorithms which opers on logical models, such that written in propositional logic or in the language of constraint networks, or which opers on probabilistic models, such that Bayesian networks. This study allowed to tackle the entanglement phenomenon which renders exponential the representing of the belief state. The contribution is an algorithmic approach which uses a depth-first search in an And/Or state space. In this state space, the entanglement phenomenon was analysed in a new way. We propose a solution to the entanglement phenomenon, using calculus rules, by defining a correct and complete system in the set theory. Based on that, we defined data structures to compactly represent the belief state. We called these data structures symbolic trees. We conclued by a generalisation and perspectives in the algorithmic domain and in mathematics.; La problématique de cette thèse a été d'étudier les systèmes pouvant (se) diagnostiquer en vue de (se) reconfigurer dans le contexte de l'amélioration de l'autonomie des systèmes spatiaux. Pour cela, nous nous sommes intéressés aux agents fondés sur un modèle du système, concept étudié en Intelligence Artificielle. Nous avons utilisé ce concept dans un but de suivi d'état, tout en prenant en compte les défauts pouvant affecter le système, effectuant ainsi la tâche de diagnostic dynamique. Pour cela, les aspects concernant les défauts du système ont été intégrés dans le modèle. Le suivi d'état est la tâche qui met à jour un état de croyance concernant le système. Nous l'avons analysé sous un angle algorithmique dans le but de répondre aux contraintes de faibles ressources de calcul présentes à bord des systèmes spatiaux. Nous avons étudié les algorithmes de suivi qui opèrent sur des modèles logiques, tels que ceux écrits en logique propositionnelle ou dans le langage des réseaux de contraintes, et sur des modèles probabilistes, tels que les réseaux Bayésiens dynamiques. Cette étude a permis de cibler le phénomène d'enchevêtrement qui rend exponentiel la représentation de l'état de croyance. Notre contribution consiste à proposer une approche algorithmique qui utilise un algorithme de recherche en profondeur d'abord dans un espace de recherche Et/Ou. Dans cet espace, le phénomène d'enchevêtrement a pu être analysé sous un nouvel angle. Nous avons proposé une solution au phénomène d'enchevêtrement en définissant, sous la forme de trois règles de calcul, un système cohérent et complet dans la théorie des ensembles. Nous avons ensuite défini des structures de données servant de représentation compacte de l'état de croyance. Ces structures de données sont appelées arbres symboliques. Nous concluons par une généralisation et des perspectives dans le domaine algorithmique et les mathématiques.

National audience; Impact du vieillissement des résines naturelles sur leur identification par spectroscopie vibrationnelle

La "non-sépulture" : essai de définition et présentation de quelques cas

International audience; Des pigments et des résidus de colle en contexte funéraire au Néolithique moyen II : des matériaux à leur fonction symbolique

International audience; no abstract

International audience; Les interventions à médiation robotique (IMR) se sont beaucoupdéveloppées ces dernières années en France, notamment dans lesecteur gériatrique. Cependant, les pratiques dans ce domainedemeurent particulièrement hétérogènes, rendant leur vision àl’échelle nationale opaque et parcellaire.Face à ce constat, le projet ROSIE a vu le jour. L’un de ses objectifsétait de dresser un état des lieux national de l’implémentation desrobots sociaux en gériatrie à travers l’analyse des dimensionsclinique, médico-économique, organisationnelle et éthique.Pour cela, une étude qualitative a été menée sur la base d’unquestionnaire informatique mis en ligne complété par des interviewstéléphoniques enregistrés et retranscrits. Au total, 59 établissementsont participé. L’analyse de l’ensemble de ces verbatims a été faiteselon la méthode thématique inductive.Elle a permis de mieux comprendre les usages et les limites des IMRen gériatrie, en particulier leurs indications, les effets cliniquesobservés, leurs conditions d’utilisation, les ressources humaines etéconomiques engagées et les questionnements éthiques soulevés.Cette étude, en ayant dressé un état des lieux national des IMR enétablissement gériatrique, pourra servir de socle dansl’identification des pistes d’accompagnement des différents acteursimpliqués dans ce domaine.

International audience; Interagir avec des patients Alzheimer peut s’avérer complexe, denombreux symptômes entravant la communication verbale et sociale.La formation des professionnels de santé doit leur permettred’acquérir des compétences de communication tant verbales que nonverbales afin de communiquer efficacement avec ces patients.L’objectif du projet VirtuAlz est de développer un Patient Virtuel(PV) présentant les symptômes cognitifs et psycho-comportementauxde la maladie d’Alzheimer (MA), servant d’outil de formation pourles futurs soignants. Ce travail évalue l’acceptabilité, l’utilisabilité etla crédibilité du PV développé. Le scénario de PV développé et évaluéprésente une prise de médicaments « difficile » avec une patiente âgéeatteinte de MA. La simulation virtuelle présente des choix d’actions etde dialogues, que le participant doit sélectionner pour interagir avec lePV et accomplir son objectif. Tous les participants ont utilisé desréponses verbales et non verbales face au PV. Le prototype évalué duPV atteint des seuils d’utilisabilité, d’acceptabilité et de crédibilité,jugés bons. Les commentaires des participants ont montré uneacceptabilité satisfaisante et une perception positive du réalisme et dela crédibilité du PV. Cette étude introduit l’intérêt du PV dansl’entraînement des compétences sociales et non verbales nécessaires àla gestion de patients atteint de MA.

International audience; Dans ce papier, nous présentons un plugin permettantle placement optimal de capteurs dans un habitat intelligent enexploitant la maquette numérique du bâtiment (BIM : BuildingInformation Model). Ce plugin repose sur l’utilisation du viewerEveBim du CSTB pour le chargement de fichiers de type IFCreprésentant la maquette numérique du bâtiment. Ce plugin faitappel ensuite à un modèle mathématique basé sur un programmelinéaire mixte, pour déterminer le placement optimal des capteursdans une pièce en fonction des caractéristiques de celle-ci et descapteurs à placer. Les résultats montrent l’efficacité de l’algorithmeproposé et du plugin développé. Nous obtenons une solutionoptimale affichant le placement des capteurs dans la maquettenumérique du bâtiment, après quelques secondes de calcul. Ceplacement a été expérimenté en situation réelle dans unappartement pilote dédié au maintien à domicile, équipé par descapteurs PIRs (infrarouge passif), situé à Bourges « GISMADONAH ». Les données récoltées nous ont permis d’identifier etde retracer les activités des personnes occupant l’appartementpendant une semaine.

International audience; L’évolution démographique s’accompagne d’uneaugmentation d’une population vieillissante avec une espérance devie supérieure aux années précédentes. Cependant, l’âge grandissantest bien souvent corrélé à la présence de maladies chroniques ou depolypathologies affectant l’autonomie. Lorsque l’autonomie de lapersonne âgée se dégrade, l’avis médical permet l’accès à des serviceset établissements de santé (EHPAD, accueil de jour, centre deréadaptation, SSIAD, SSAD). L’objectif de notre recherche estd’étudier l’organisation sociale au sein d’établissements accueillantdes personnes âgées et l’impact de l’introduction d’un robot social.Dans une démarche de co-conception avec les professionnels,l’observation des comportements, régis par des règles et normessociales, permettra, de manière cohérente avec notre démarcheempirique, de questionner les conditions nécessaires à la conceptiond’une interaction homme-robot acceptable. L’enquêteethnographique, annulée pour cause de confinement, nous a amenéà utiliser la méthode des « cultural probes » combinée à desentretiens, pour mieux cerner le travail quotidien des professionnelsde santé. L’analyse des données récoltées permet d’identifier 5 thèmesrécurrents - Temps et personnel, la situation sanitaire,Communication / Attention, Guidage, Activités - pour lesquelles nousavons répertorié, dans cet article, les problèmes rencontrés et idées desolution avec l’utilisation d’un robot social.Keywords : Robotique sociale, Interactions Homme-Robot,Conception participative, Analyse empirique, Cultural probes.

International audience; Le nombre et la complexité des maladies chroniques augmentent avec l’âge. Avec le vieillissement des populations, le nombre de malades chroniques et de situations cliniques complexes s’accroit de plus en plus sollicitant ainsi le système de santé de manière importante et nécessitant une coordination ajustée des soins. Le contexte transfrontalier de notre étude rajoute un élément de complexité supplémentaire : le territoire d’action est rural et relativement enclavé ; de plus, grâce à la ZOAST des Ardennes (Zone Organisée d’Accès aux Soins Transfrontaliers) des patients traversent la frontière pour recevoir des soins ce qui génère d’autres défis (transfert d’information notamment) auxquels le projet espère contribuer à répondre grâce entre autres aux nouvelles technologies. Cet exposé en trois parties questionne les pratiques médicales de télésurveillance. Dans un premier temps, nous décrivons les enjeux sociétaux des maladies chroniques et ensuite la problématique du suivi des maladies chroniques en secteur rural enclavé. Puis, nous présentons une revue de la littérature des pratiques professionnelles utilisant les technologies numériques dans le suivi de ces patients. Enfin, nous ouvrons la discussion et les perspectives pour améliorer la santé des patients chroniques, le confort et la collaboration des prestataires de soins à domicile.

National audience; La localisation d’objets connectés est un besoin avéré des personnes en situation de handicap (déficience visuelle et cognitive). Les technologies de localisation à moindre coût foisonnent et permettent de disposer d’informations de localisation précises. Dans cet article, nous rapportons le besoin des localisations d’objets dans le champ de l’autonomie des personnes en situation de handicap. Puis nous proposons un panorama des différentes technologies de localisation en proposant des critères pour les différencier. Un modèle et une implémentation de la Description Sémantique de la Position (DSP) d’un objet par une description spatiale (« le pilulier est sur la table dans la cuisine ») est décrit pour laquelle nous détaillons les algorithmes (localisation de la pièce, estimateur de proximité et position relative). Des premiers résultats obtenus à partir avec la plateforme LocURa4IoT présent sur la Maison Intelligente de Blagnac sont rapportés. Deux scénarios prospectifs viennent illustrer l’apport de la DSP dans l’assistance à la localisation d’un pilulier pour deux populations de déficience (visuelle et cognitive).

National audience; Nous présentons dans cet article une architecture réseau hybride combinant les technologies WiFi, Bluetooth Low Energy (BLE) et LoRaWAN et permettant d'assurer la connectivité entre une canne connectée et une architecture fixe. Cette canne est équipée de différents capteurs permettant le suivi de personnes âgées dans un contexte de ville intelligente. Elle est construite autour d'un microprocesseur ESP32 et d'un transceiver LoRa. L'architecture protocolaire se base sur le bus logiciel MQTT qui met à disposition des techniques d'intelligence artificielle le flux de données issu de la canne, dans un objectif de médecine prédictive. L'utilisation de la technologie LoRaWAN impose un rapport cyclique d'émission de 1%, ce qui a nécessité une étude de compression des données émises.

International audience; The COVID-19 outbreak prompts the need for new ways to detect and preventepidemics. Since cough is one of the COVID-19 symptoms, our work proposes a soundrecognition system based on our previous works which are able to detect different type ofcough through a continuously home sound analysis. It is a part of EpiSemioWatch AMICOVID UTC funded project which aims to develop a detection system of epidemic riskin retirement home using sound and movement sensors. This paper presents the soundpart of the global system and more explicitly the differentiation of cough from otherenvironmental sound. The proposed system detects automatically the sound activitythrough a wavelet based system, realize an acoustic segmentation speech/sound andclassify the cough sounds. A first evaluation of the system in our lab is presented.

Master; Utilisation du produit OSO issue de l'imagerie satellitaire pour l'analyse de l'occupation du sol des sites du réseau RMQS Rapport de fin d'étude Julie Vigouroux-Master Aménagement du Territoire et Télédétection 14 Septembre 2020 Encadrée par Vincent Thierion (CESBIO-IINRAe, Toulouse) et de Line Boulonne (Infosol-INRAe, Orléans)

Le but de cette analyse est d'évaluer au moyen de différents critères objectifs la qualité de phrases destinées à être intégrées dans un protocole de bilan rapide la parole. L'objectif est de couvrir un maximum de mécanismes, processus, éléments de phonotactique, espaces vocaliques et consonantiques en un minimum de syllabes et de mots. Nous abordons donc différentes notions telles que le triangle vocalique, les extrêmes vocaliques, l'occurrence des phonèmes et la phonotactique du Français, puis proposons différentes formulations de la qualité de la phrase. Nous illustrons nos propos sur les phrases retenues dans différents protocoles et index d'altération de la parole dans le contexte de la prise en charge orthophonique.

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National audience; During the cure of composite laminates made of carbon and thermosetting resins, various multi-physical phenomena induce residual stresses and strains that impact the final geometry of parts. The aim of this study is to develop a simulation tool allowing to predict those strains throughout the cure. The adhesive, often ignored in cure simulations, is the subject of its own characterization and modeling. The behaviour laws associated to the variations of properties during cure are identified.The FEA model is implemented on Abaqus via FORTRAN user subroutines. Thanks to this study we are now able to follow and simulate the distortions induced during the cure of an assembly of M21EV/IMA laminates co-bonded with aFM300-M adhesive film in autoclave. The model describes the thermokinetics, thermochemical and thermomechanical behaviours of the materials throughout the cure cycle.; Lors de la cuisson des composites stratifiés fibres de carbone et résines thermodurcissables, de nombreux phénomènes multi-physiques conduisent à l’apparition de contraintes et de déformations résiduelles qui impactent la géométrie finale des pièces. Le but de cette étude est d’élaborer un outil de simulation permettant de prédire ces déformations tout au long de la cuisson. La colle, souvent ignorée dans les simulations de cuisson, fait l’objet d’une caractérisation et d’une modélisation propre.Les lois de comportement associées aux variations des propriétés matériaux sont caractérisées durant la cuisson. La modélisation FEA est implémentée sous Abaqus via des subroutines utilisateurs FORTRAN. Le modèle mis en place permet de suivre et de simuler les distorsions induites durant la cuisson autoclave d’un assemblage de stratifiésM21EV/IMA co-collés à l’aide d’un film adhésif FM300-M. Il décrit le comportement thermocinétique, thermochimique et thermomécanique des matériaux tout au long du cycle de cuisson et est finalement validé expérimentalement.