Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Capacités flottantes“

Les retenues de barrages peuvent offrir de nouveaux services pour le développement de vastes capacités d’électricité solaires, que ce soit par l’implantation de panneaux solaires flottants, mais aussi en offrant une capacité de stockage hydraulique pouvant être mobilisée en hybridation avec la ferme solaire, pour produire une électricité dispatchable. L’article aborde dans un premier temps les intérêts principaux d’une telle hybridation, ainsi que les contraintes et enjeux qui lui sont associés, notamment pour un développement sur le continent africain. Plusieurs fonctionnements sont ensuite décrits à travers le prisme de trois pas de temps : le pas de temps de la minute (pour des études à dominance dynamique), le pas de temps journalier (pour étudier le placement de l’énergie) et le pas de temps annuel (pour étudier les influences saisonnières et optimiser la gestion de la retenue). Deux exemples sont enfin donnés pour illustrer l’intérêt actuel porté à cette nouvelle façon de produire de l’électricité.

L’éolien est l’énergie qui devrait apporter la plus grande contribution aux objectifs de déploiement d’énergie renouvelable pour 2030 et au-delà. La capacité éolienne installée dans I’Union européenne est d’environ 236 GW (fin 2021) ; avec 207 GW d’éolien terrestre et 28 GW d’éolien en mer, elle couvre 15 % de la demande d’électricité (8 % en France). Les scénarios les plus prometteurs visent à atteindre une capacité totale de 60 à 80 GW d’énergie éolienne offshore installée d’ici 2030, dont 6 à 12 GW d’éolien offshore flottant. Dans cet article, quelques éléments de contexte sur l’éolien en mer sont donnés. Les avantages de l’éolien flottant, les verrous associés, et les dispositifs innovants d’expérimentation hybride sont brièvement exposés.

Résumé L'affirmation d'un islam en quête de son positionnement au sein d'une société d'accueil dont il interroge et perturbe les modes ordinaires de la gestion du religieux dans l'espace public est un phénomène qui s'impose dans toutes les sociétés européennes. C'est le cas particulièrement en France où l'on interroge régulièrement la capacité de l'islam à s'adapter aux règles du jeu de la laïcité. L'article propose de renverser la perspective et de considérer, au miroir de l'islam, les problèmes nouveaux qui résultent — dans une société où le modèle confessionnel de gestion des religions emprunte l'essentiel de ses références au catholicisme romain - de la dérégulation institutionnelle généralisée du religieux et de la pluralisation des trajectoires d'identification religieuse parcourue par des croyants de plus en plus flottants. De ce point de vue, Pislam n'est pas un cas aberrant, auquel il faudrait apporter une solution séparée. Il est le test par excellence de la capacité de nos institutions et de notre culture politique à affronter les défis de la modernité religieuse.

Les micro-organismes peuvent coloniser les surfaces environnantes et s’organiser en un film de plusieurs centaines de microns d’épaisseur, appelé « biofilm ». Ils sécrètent une matrice extracellulaire polymérique qui assure une véritable cohésion et protection physique de la colonie, avec des effets qui peuvent être aussi bien bénéfiques que mortels pour son environnement. Nous nous sommes intéressés aux forces mécaniques structurant cette matière vivante solide et contribuant à maintenir son intégrité. Nous avons travaillé sur des biofilms de bactéries flottant à la surface d’un liquide. Nous montrons que ces systèmes ont des propriétés mécaniques originales et remarquables, du fait de leur capacité à croître et proliférer.

Cet article présente un aperçu des défis associés à la géotechnique offshore. Il détaille d’abord les types de structures utilisées pour la production d’hydrocarbures ainsi que leurs fondations typiques et les charges auxquelles elles doivent résister. Il donne un bref exposé des reconnaissances géophysiques et géotechniques qu’on utilise pour l’identification des géo-aléas lors des phases conceptuelles des projets. Il examine ensuite les méthodes de dimensionnement des pieux battus sous charge axiale dans les argiles et dans les sables. Les avantages et limitations des méthodes incluses dans les normes API et ISO sont débattus et les méthodes CPT pour le dimensionnement dans les sables sont présentées, ainsi que l’amélioration des prédictions des capacités portantes qu’elles permettent. L’article présente aussi les développements récents dans le domaine de l’analyse des pieux sous charges latérales dans les argiles. Une nouvelle génération de courbes p-y y sont introduites pour l’analyse des pieux sous charges monotones, cycliques, ou encore pour des analyses de fatigue. L’article aborde enfin le grand défi que sont l’application et le transfert des connaissances du secteur pétrolier au secteur éolien offshore, actuellement en plein essor. Il compare les types de structures et fondations utilisées dans l’éolien offshore fixe et flottant, et expose les différences de comportement des pieux et les dissimilitudes des charges cycliques entre les deux secteurs. Certaines des limites de l’utilisation des connaissances du secteur pétrolier au secteur éolien y sont résumées.

Résumé Depuis bientôt vingt ans, le chômage européen est un problème social majeur et le signe d'une importante sous-utilisation des ressources à une époque où existent bien des besoins insatisfaits. Alors que l'emploi a crû de près de 6 % entre 1987 et 1990 dans la Communauté Européenne des douze, le taux de chômage dépasse à nouveau 10 % et s'élève. Même selon des prévisions raisonnablement optimistes (un taux de croissance de 2,5 à 3 %) le taux de chômage dépassera 10 % durant au moins quatre ou cinq ans. Cette note prend position sur les politiques de court, moyen et long terme que nous considérons comme les mieux aptes à promouvoir la croissance et l'emploi en Europe Occidentale. Nous prétendons qu'actuellement une politique budgétaire active ne paraît pas constituer un instrument adéquat pour la stabilisation économique à court terme. L'attention devrait plutôt se concentrer sur la consolidation structurelle à moyen terme des budgets, un objectif négligé durant l'expansion de la fin des années 80. Mais nous plaidons pour une stimulation monétaire, à obtenir par une forte réduction des taux d'intérêt nominaux à court terme ; nous proposons le niveau de référence zéro pour les taux d'intérêt réels à court terme, pour aussi longtemps que l'on n'observe pas clairement que la reprise est engagée. S' agissant des politiques de moyen terme, nous recommandons deux ensembles de mesures relatifs respectivement aux coûts du travail et à l'investissement. Nous notons que le chômage élevé se concentre fortement sur les travailleurs non qualifiés. De plus nous trouvons la preuve d'un désaccord croissant entre les structures par qualifications de l'offre et la demande de travail, la composition de celle-ci se modifiant vite au détriment des travailleurs non qualifiés. Cette observation justifie que l'on investisse dans l'enseignement et la formation. Nous considérons qu'elle justifie aussi des mesures visant à réduire le coût du travail non qualifié par rapport aux coûts du travail qualifié et du capital. Un élément important du coût du travail est constitué par des impôts et contributions sociales, qui entraînent un écart, particulièrement substantiel pour le travail non qualifié, entre le coût pour les employeurs et le coût d'opportunité pour la société — de 30 % à 50 % dans les pays de la Communauté. Nous prétendons que le moment est venu de réduire cet écart et nous proposons d'exempter le salaire minimum des contributions sociales à la charge des employeurs. Cela peut se faire soit en percevant de telles contributions, pour tout salaire, sur la part excédant le salaire minimum, soit en introduisant une exonération dégressive s'élevant à 100 % au niveau du salaire minimum et décroissant linéairement jusqu'à zéro au niveau double. La première modalité implique une réforme substantielle des systèmes fiscaux, car son coût direct s'élève à environ 3,2 % du PIB en moyenne dans la Communauté, avec des différences importantes suivant les pays. En revanche, le coût de la seconde modalité est plutôt de l'ordre de 1,2 % du PIB. Dans les deux cas, des ressources de remplacement doivent être trouvées pour la sécurité sociale. Une source naturelle serait l'impôt sur les émissions de CO2 qui est actuellement examiné par les pays de la Communauté (avec un rendement estimé de l'ordre de 1 à 1,3 % du PIB). Une autre source résiderait dans un relèvement des taux de la TVA. Pour la définition exacte, la mise en œuvre et le financement de cette mesure, il y a évidemment place à des mesures spécifiques aux divers pays. Les simulations économétriques faites en France et en Belgique concernant les exonérations de taxes sur le travail, doivent être considérées comme imprécises. En termes généraux elles confirment nos idées selon lesquelles il ne faut certes pas espérer un miracle, mais des gains appréciables en emploi peuvent être attendus à moyen terme, sans coût budgétaire, si notre proposition est appliquée sans timidité. A propos de l'investissement, nous reconnaissons que des capacités inutilisées limitent les perspectives immédiates d'équipe- ment des entreprises. Mais nous prétendons que des ressources inemployées peuvent être mobilisées pour des investissements riches en travail, qui auraient des rendements sociaux adéquats et contribueraient de plus à soutenir la demande globale. C'est aussi la logique de l'initiative d'Edimbourg, où les réseaux trans-euro- péens ont reçu la priorité, ainsi que les petites entreprises. Nous prétendons cependant que l'ensemble convenu à Edimbourg est insuffisant. Un programme d'investissement dont le montant correspondrait aux efforts à venir pour la consolidation structurelle des budgets ne créerait pas de tension sur les marchés du capital, tout en compensant le retard pris par les investissements publics dans la décennie passée. Nous avançons le chiffre de 250 milliards d'Ecus (soit grosso modo huit fois l'objectif d'Edimbourg) comme un but réaliste à moyen terme. Nous proposons de privilégier aussi des domaines tels que le logement pour les ménages à bas revenus, la rénovation urbaine et les transports urbains. Afin de stimuler les investissements ainsi visés, nous suggérons que l'on s'en remettre surtout aux subventions à l'emploi, en proportion du contenu en travail des projets retenus. Une telle disposition renforcerait, voire anticiperait, sur notre proposition précédente destinée à réduire les coûts du travail ; elle aurait surtout pour effet d'élargir l'ensemble des projets attractifs pour des investisseurs privés et des autorités locales. De plus un meilleur accès au marché du capital devrait être recherché grâce à la collaboration d'intermédiaires institutionnels, à l'accroissement des missions de la Banque Européenne d'Investissement, à l'extension ou à la duplication du Fonds Européen d'Investissement. Notre discussion des problèmes structurels se concentre sur les principes de base. Nous insistons d'abord sur les effets défavorables des incertitudes actuelles qui touchent non seulement certains taux d'inflation, d'intérêt et de change, mais aussi les évolutions institutionnelles dans le domaine monétaire, y compris la tentation récurrente de dévaluations compétitives. Nous ne choisissons pas un programme politique spécifique. Mais nous proclamons que réduire les incertitudes institutionnelles à propos des monnaies constitue un objectif important en lui-même. Il devrait être poursuivi activement, afin d'engager l'Europe monétaire sur une voie plus prometteuse pour l'emploi qu'un retour à des taux de change flottants libres entre les monnaies d'économies relativement petites et intégrées entre elles par d'étroits liens commerciaux. Nous examinons ensuite les finances publiques et l'Etat-provi- dence, en reconnaissant que plusieurs pays ont besoin d'une consolidation structurelle de leurs budgets et qu'il existe des éléments de déception quant aux effets des régimes sociaux. Etudiant la logique économique de l' Etat-providence, nous concluons que les réformes à réaliser devraient viser à le rendre plus svelte et plus efficace, non à le démanteler. Pour cela il faut revoir à fond l'efficacité opérationnelle et distributive des programmes existants, afin d'atteindre deux objectifs difficilement compatibles : réduire dans la plupart des pays la part des transferts sociaux dans le PIB, renforcer la protection des plus mal dotés. Les économistes devraient intensifier leur participation aux recherches destinées à relever cet important défi. Enfin, nous tirons les conséquences salariales d'une Initiative Européenne de Croissance visant à une période d'expansion soutenue, donnant la priorité à l'emploi par rapport aux salaires réels. Nous estimons qu'un schéma réaliste associe une croissance de la production de plus de 3 % l'an à une augmentation de l'emploi de plus de 1 % l'an. Cela laisse une marge d'au plus 2 % pour les salaires réels. Etant donné la présence du glissement salarial, le calcul semble conduire à des accords négociés avec des taux réels à peu près constants. Ce schéma est-il réaliste ? Nous soulevons alors la question controversée du rôle que peuvent jouer sur les salaires les poids comparés des impôts sur le capital et le travail. Nous reconnaissons que la baisse de la part des salaires au cours des années 80 a été accompagnée d'une augmentation de la part des revenus d'intérêt, qui dans de nombreux cas sont peu taxés, notamment en raison de la mobilité des capitaux et d'une concurrence fiscale entre pays. A défaut de déclarations systématiques, un prélèvement à la source uniforme au niveau européen, est le seul moyen de corriger ce déséquilibre en faveur des revenus d'intérêt. La question de savoir si un tel prélèvement est ou non désirable en lui-même de façon permanente est débattue entre spécialistes de la fiscalité. Le débat devrait être élargi pour tenir compte de ce que l'équité dans le traitement fiscal du capital et du travail pourrait contribuer de façon significative à la modération salariale, bien qu'il soit prématuré de considérer les preuves empiriques comme concluantes à cet égard. Nous espérons avoir identifié un ensemble de mesures formant un tout cohérent et avoir défini une initiative ayant la taille du problème qui nous confronte. Ces mesures ont des implications budgétaires conduisant à réallouer quelques pour cent du PIB, donc davantage qu'on l'envisage habituellement. Et elles relèvent de la responsabilité d'un vaste ensemble d'institutions qui ne sont pas engagées dans une coordination systématique de leurs politiques. De sérieux problèmes devraient ainsi être résolus pour une mise en œuvre. Nous en appelons aux responsables politiques pour qu'ils fassent preuve d'audace et de détermination en affrontant ces problèmes. Et nous en appelons aux économistes des milieux académiques pour qu'ils participent activement à la définition et à la promotion d'une initiative européenne ambitieuse.

Le cosmopolitisme est un mot dont la racine ancienne remonte à la civilisation des peuples de langue et de culture grecques durant l’Antiquité. Il a été formulé par Diogène de Sinope à partir des mots grecs que sont : cosmos, univers, politês et citoyen. Il exprime la possibilité d’être natif d’un lieu précis et de toucher à l’universalité, sans renier sa particularité (Coulmas 1995). Souvent associé à la mobilité internationale ou à l’élite globetrotteuse, dont les compétences interculturelles auraient facilité la maîtrise des sensibilités et des nuances culturelles, le cosmopolitisme n’est pourtant pas une caractéristique essentielle à la réalisation de citoyens du monde et d'universalistes (Chouliaraki 2008). Le point d’ancrage qu’est la relation qui réside dans l’utilisation du mot « local » pour désigner l’opposé du « cosmopolite », constitue l’élément déterminant au cœur de cette notion de cosmopolitisme contemporain. Hiebert (2002) ne fait pas de différence entre les locaux paroissiaux sédentaires et ceux qui sont plus mobiles à l’étranger (voyageurs, globetrotteurs, travailleurs, exilés, etc.) pour qualifier le cosmopolite, qui selon lui réside dans la connexion entre cultures et culture d’appartenance. Aujourd’hui, la notion de cosmopolitisme repose sur un vaste champ d’études et de disciplines qui constitue une tentative pour parvenir à une compréhension de phénomènes culturels plus contemporains. Cette conception émerge par l’ouverture de relations nouées et des effets qui y sont associés localement ou lors des déplacements à l’étranger (Amit 2010; Cook 2012; Gay y Blasco 2010; Molz 2006; Noble 2009, 2013). Le XVIIIe siècle a été celui du cosmopolitisme, celui où l’on a vu se développer les notions de citoyen du monde et d’universalisme, et celui où Kant (1724-1804) y a formulé sa théorie du cosmopolitisme se fondant sur l’universalisme, la pensée rationnelle, le libéralisme et la sécularité. Les notions de citoyen du monde et d’universalisme peuvent qualifier et signifier ce que l’on entend par cosmopolitisme. En outre, la philosophie universaliste positionne chaque individu au sein d’un ensemble social allant du plus particulier – en commençant notamment par le soi, la famille, la communauté locale et les communautés d’intérêts – au plus général, c’est-à-dire à l’échelle mondiale et à l’appartenance au genre humain. En supposant que le lieu de naissance soit accidentel, les stoïciens encourageaient la valeur morale et éthique reliée à l’abandon des barrières nationales, ethniques et de classes qui créent une distance entre l’individu et ses pairs (Vertovec et Cohen 2002). Aujourd’hui, le cosmopolitisme se démarque de cette conception en étant plus relié au relativisme culturel. D’ailleurs, les auteurs contemporains (Held 2002; Vertovec et Cohen 2002), même s’ils se réfèrent aux origines grecques telle que la philosophie des stoïciens, qui percevaient le monde comme formant une série de cercles concentriques, proposent une conception nouvelle des différences comme autant de manifestations du chemin à parcourir pour atteindre l’universel. À travers l’histoire, le cosmopolite est souvent montré comme un stigmatisé, puisqu’il est soupçonné de communiquer des idées provenant d’un ailleurs hors de contrôle (Backer 1987). Une des caractéristiques propres aux cosmopolites est ce réel désir, cette motivation de vouloir s’immerger dans une culture différente de la sienne, ce qui est en fait un élément distinctif pour décrire le cosmopolite. Cette immersion doit se faire au cours de longs séjours ou d’une multitude de séjours de courte durée, offrant suffisamment de temps pour explorer une ou plusieurs cultures locales et ainsi y nouer des liens et y trouver des points d’entrée (Hannerz 1990). C’est dans cette perspective d’action et d’opposition – qui peut être perçue comme une posture d’intérêt, qui est celle d’un esprit ouvert, mais critique – qu’ils peuvent entrer dans des réseaux internationaux riches et variés. La circulation culturelle au cœur de ces réseaux, qu’elle soit locale ou internationale, s’insère plus que jamais dans les caractéristiques permettant de définir le cosmopolitisme au XXIe siècle. Ainsi, vers le début des années 1990, l’attrait pour l’étude du cosmopolitisme refait surface dans les sciences humaines et sociales, notamment avec la publication d’un article intitulé ***Cosmopolitans and Locals in World Culture (1990) par l’anthropologue suédois Ulf Hannerz. Cet auteur définit le cosmopolitisme comme une aisance à naviguer à travers différents courants de pensée, une ouverture et une volonté de reconnaissance de l’altérité. L’anthropologie apporte ainsi une contribution importante et pertinente à la compréhension de cette notion. Hannerz (1990, 1996, 2006, 2007, 2010) devient une référence clé lorsqu’on parle de la notion de cosmopolitisme contemporain en anthropologie; il a inspiré pratiquement à lui seul le renouveau de ce courant et a permis de faire naître une série de débats et de travaux dans une perspective culturelle qui mérite d’être mentionnée afin d’enrichir la portée significative et la compréhension de cette émergence d’un cosmopolitisme. Tomlinson (1999) associe le cosmopolitisme à une perspective qui permet de s’engager dans la diversité culturelle, s’ajustant ainsi à certains éléments de son univers. Dans le but d’étoffer sa portée théorique, ce positionnement doit être nuancé à la lumière de cas concrets, puis appliqué à d’autres réalités (Backer 1987; Cook 2012; Gay y Blasco 2010; Molz 2006, Noble 2009, 2013; Tomlinson 1999; Vertovec et Cohen 2002). En conséquence, les revendications cosmopolites seraient aussi imaginées par une disposition culturelle ou esthétique qui représente la différence (Nussbaum 2002), un sens de la tolérance, de la flexibilité et de l’ouverture qui conduit à l’altérité et qui peut caractériser une éthique des relations sociales dans un monde interconnecté. Toutefois, certaines critiques affirment que cette notion de « cosmopolitisme global » représente une figure cosmopolite trop vague et même vide de sens pour pouvoir qualifier ou même donner de l’ancrage à l’action sociale. Cette notion de cosmopolitisme « flottant » serait même considérée par divers auteurs contemporains comme étant trop abstraite à la réalité sociale et retirée des contextes de la vie quotidienne d’autrui pour pouvoir en tenir compte dans l’explication des phénomènes sociaux (Erskine 2002; Skrbis et al. 2004). Aussi, contrairement aux formulations universelles et abstraites du cosmopolitisme, ces critiques en appellent à la pluralité et à la particularité de ce que Robbins (1998) appelle le « cosmopolitisme réellement existant ». Ce cosmopolitisme se vit « dans les habitudes, les pensées, les sentiments et les expériences de personnes réellement existantes et qui sont géographiquement et socialement situées » (1998 : 2). Ainsi, des travaux importants ont été consacrés à l’enrichissement de marqueurs essentiels à un « cosmopolitisme réellement existant ». Ces éléments sont entre autres : une volonté de s’engager avec d’autres personnes de culture différente (Amit 2010; Hannerz 2010), d’autres manières de penser et d’être, tel un antihéros dans sa posture intellectuelle et esthétique d’ouverture à des expériences culturelles divergentes (Gay y Blasco 2010; Molz 2006); une aptitude personnelle à trouver ses repères dans d’autres cultures (Noble 2009); des compétences spécialisées comme des aptitudes à manier de façon plus ou moins experte un système donné de significations (Cook 2012); un globetrotteur qui reste attaché à sa culture et à son territoire d’origine et qui se fabrique un chez-soi sur la base d’une des nombreuses sources de signification personnelle connues à l’étranger (Molz 2008); des aptitudes à accepter la déstabilisation, et ce, même s’il n’y est pas toujours bien préparé; des compétences variables à entrer au plus profond d’une autre structure de significations (Hannerz 1990); une attitude confiante libre de toute inquiétude face à la perte de sens (Cook 2012) des compétences pour mettre en pratique les connaissances acquises et les partager (Noble 2013); enfin des capacités à canaliser les différentes perspectives locales ou ce qui relève du local (Molz 2007). Gay y Blasco (2010) questionne cette fragilité et cette impermanence potentielle des émergences cosmopolites, à savoir si elles représentent une identité, une personnalité ou une pratique mutable. Pour Hannerz, cette compétence réside d’abord à l’intérieur de soi : c’est une question d’ancrage personnel qui fait largement place à une identité (1990 : 240). Pour Gay y Blasco, c’est une question de choix et d’engagement. En mettant en évidence les conséquences matérielles et affectives d’embrasser une perspective cosmopolite, il souligne que le cosmopolitisme serait une pratique mutable qui exige de prendre en considération les subjectivités cosmopolites qui se trouvent à la base de son orientation et qui peuvent être fortement teintées par le fait d’être une femme ou un homme, d’avoir à faire face à des contraintes du fait de sa provenance ethnique et des rapports que cela peut faire apparaître, comme celui des classes sociales, de la hiérarchie et même des inégalités (2010 : 404). Plusieurs débats anthropologiques sur ce qu’est le cosmopolitisme ont été dominés par la préoccupation des catégorisations et du dualisme entre identité et pratique. Enfin, pour quelques autres auteurs, le cosmopolite provient surtout de l’Ouest plutôt que d’ailleurs dans le monde, il appartient à l’élite plutôt qu’à la classe ouvrière, il s’observe davantage dans la pratique des voyageurs mobiles que chez les habitants sédentaires, il est métropolitain ou urbain plutôt que rural, et il appartient surtout aux consommateurs plutôt qu’aux travailleurs ou aux producteurs (Trémon 2009, Werbner 1999). À cet égard, il convient quand même de souligner que certains auteurs ont bien identifié les différents types de cosmopolitisme que sont par exemple la cosmopolitique et le cosmopolitisme culturel (Hannerz 2006), ou le cosmopolitisme d’élites plutôt que le cosmopolitisme non sélectif, plus démocratique et possible pour toutes les classes (Datta 2008). D’autres se sont aussi concentrés sur la différence entre transnationalisme et cosmopolitisme (Werbner 1999), ou cosmopolitisme et identités déterritorialisées (Trémon 2009 : 105). En dépit de cette prolifération de catégories, Hannerz reconnaît qu’il reste un flou autour de ce concept (2006 : 5). Selon lui, ce sont précisément ces différentes formes de cosmopolitisme qui en font un outil d’analyse variable, ouvert et attrayant pour les chercheurs. Malgré tout, Pollock et al. (2000 : 577) soutiennent qu’ils ne sont pas certains de ce que signifie réellement cette notion, mais ils arrivent à la conclusion qu’il s’agit bien d’un objet d’étude, d’une pratique et d’un projet.

Le présent travail a pour objet le dévelopement d'observateurs permettant la mise en oeuvre de commandes sans capteurs de tensions flottantes pour les convertisseurs multicellulaires séries. Après avoir montré l'intérêt d'un observateur pour ce type de convertisseur, nous présentons deux modèles échantillonés : le modèle exact et le modèle moyen sur un tiers de période de découpage. Ces modèles nous permettent tout d'abord de tester l'observabilité d'un convertisseur à trois cellules lorsque le courant dans la charge est mesuré une fois par période de découpage. Ils seront ensuite utilisés pour le développement d'un observateur de type Luenberger et d'un filtre de Kalman récursif. Les résultats de simulation obtenus pour un convertisseur à trois cellules confirment la possibilité d'observer les tensions flottantes à partir du courant de charge en s'affranchissant des problèmes de singularités. Nous développons par la suite un autre type d'observateur basé sur un modèle instantané du convertisseur : l'observateur à modes glissants. Les performances de cet observateur seront montrées pour le cas d'un hacheur à deux ou trois cellules. Il convient de souligner que cette structure est compatible avec tous les types de commandes (commandes en durée ou en amplitude). Des résultats expérimentaux pour un hacheur à trois cellules de puissance 3kW et de fréquence de découpage 5kHz seront finalement montrés. L'observateur testé ici est le filtre de Kalman récursif utilisant un modèle moyen sur un tiers de période de découpage. Le banc d'essai a été réalisé au LEEI autour d'une carte numérique basée sur un DSP et un FPGA.

Dans un contexte industriel de réduction de la consommation d’énergies fossiles et d’émission de gaz à effet de serre, l’électrification des moyens de transports joue un rôle important dans la transition écologique. Les Piles à Combustible hydrogène sont le sujet de nombreux projets d’études dans le secteur de l’aéronautique. Les travaux ici présentés s’intéressent à l’implémentation d’une Pile à Combustible comme alimentation électrique pour un réseau embarqué d’aéronef 28V DC, 20kW nominal. Plus spécifiquement, l’objet de cette thèse est le développement d’un Convertisseur Électrique moyenne puissance, forts courants, adaptant la puissance en sortie d’une Pile à Combustible au réseau électrique embarqué. Les enjeux de l’aéronautique imposent des critères exigeants d’optimisation de la masse et du rendement du convertisseur. Une comparaison entre plusieurs topologies de convertisseurs a été réalisée, un convertisseur à capacités flottantes 3-niveaux a été retenu. Des transistors de type GaN ont été sélectionnés pour leur faible résistance à l’état passant et leurs vitesses de commutation élevées, permettant de minimiser les pertes du convertisseur, ainsi que la taille des composants passifs et de refroidissement du convertisseur. Un soin particulier a été apporté au routage des circuits imprimés pour réduire les impédances parasites et permettre une mise en parallèle de deux transistors pour chaque interrupteur. Un prototype présentant un rendement expérimental moyen de 98.25% a été produit.Afin d’améliorer la rapidité et la pertinence des travaux d’optimisation des design des convertisseurs électriques, un nouvel algorithme d’optimisation a été développé à partir de travaux préexistants. Cet algorithme Mixed-Discrete Geometric Programming (MDGP) permet de résoudre des problèmes physiques, dotés d’un mélange de nombreuses variables d’optimisation continues et discrètes, dans un temps raisonnable tout en garantissant une convergence vers leur optimum global. Il est capable de gérer des variables discrètes multidimensionnelles, ainsi que des fonctions substituables. L’algorithme permet d’évaluer et de sélectionner des composants électriques spécifiques, plutôt que de représenter une gamme entière de composants par une modélisation continue imprécise. Les transistors ont notamment pu être modélisés sous forme de jeux de fonctions, différents pour chaque composant, fittées sur des résultats de simulation. Un front de Pareto suivant les critères de la masse et du rendement du convertisseur a été obtenu en 25h de calcul sur un ordinateur portable, pour un problème comportant 161.28 millions de combinaisons discrètes possibles
As the industry strives to reduce its consumption of fossil fuels and the associated greenhouse gas emissions, vehicle electrification plays a major role in the Ecological Transition. There is a growing number of studies aiming at evaluating and increasing Hydrogen Fuel Cells viability as a power supply for aircraft. This work aims to study the implementation of a hydrogen Fuel Cell as an electrical power supply for an aircraft 28V DC, 20kW on-board electrical network. More specifically, the subject of this thesis is the development of a low-voltage, high current Power Converter adapting the power flowing from the Fuel Cell, to the on-board electrical network. Converter mass, volume and efficiency are major optimization criteria in aircraft design. A comparison between several converter topologies has been realized, and a 3-level Flying Capacitor Converter has been selected.GaN transistors were selected for heir low on-state resistance and their high switching speed, allowing the reduction of the converter power losses and of the passive components and heat sink sizes. Particular attention was provided to printed circuit board routing in order to reduce parasitic impedance and to parallelize two transistors for each power switch. A prototype has been realized, measurements show an experimental average efficiency of 98.25%.In order to enhance the speed and pertinence of optimization studies for electrical converters design, a new optimization algorithm has been developed based on pre-existing works. This Mixed-Discrete Geometric Programming algorithm (MDGP) can solve physics problems composed of a mix of many continuous and discrete optimization variables, in a reasonable calculation time while still guaranteeing convergence to the global optimum. It can handle multidimensional discrete variables, as well as substitutable functions. The algorithm allows to evaluate and select specific electrical components, instead of representing a range of components by a single continuous and imprecise modeling. Specifically, transistors are modeled as collections of functions, different for each component, fitted on simulation results. A Pareto Front for the converter mass and efficiency was generated in a 25h calculation time on a laptop, for an optimization problem involving 161.28 million possible discrete combinations

Questa tesi studia l'uso del controllo digitale-predittivo della corrente (DPCMC) nei convertitori Buck multi-livello con capacità flottanti (MLFC). In particolare, vengono studiate stabilità e proprietà di bilanciamento delle tensioni ai capi delle capacità flottanti (FC) dei controlli di corrente digitale-predittivo di picco, valor medio e valle in modalità a singolo campionamento e multi-campionamento. Infatti, sebbene la tecnica DPCMC sia stata ampiamente studiata per i convertitori dc-dc tradizionali, la sua applicazione ai convertitori MLFC non è documentata nella letteratura attuale. Questa tesi propone una metodologia di analisi unificata che può essere utilizzata per prevedere le proprietà di stabilità delle tensioni FC in tali convertitori. L'approccio di analisi sviluppato può essere utilizzato per i generici convertitori Buck MLFC con un generico numero di livelli e per tutte le modalità operative. Oltre agli strumenti di analisi della stabilità, questa tesi fornisce una metodologia di implementazione per il controllo DPCMC che sfrutta appieno la topologia multilivello. Infatti, quando i convertitori MLFC operano con tensioni ai capi delle FC stabili e bilanciate, il filtro LC di uscita viene eccitato da un segnale la cui frequenza è un multiplo intero della frequenza di commutazione. Precisamente, indicando con N-LFC Buck il convertitore di tipo step-down MLFC che ha N livelli di tensione disponibili al nodo di commutazione, è possibile dimostrare che durante il funzionamento a regime, il filtro LC di uscita è eccitato da un segnale con frequenza pari a N-1 volte la frequenza di commutazione. Questo effetto equivalente di moltiplicazione della frequenza permette ai convertitori N-LFC Buck di ottenere diversi vantaggi derivanti dall'aumento della frequenza di commutazione senza aumentarla effettivamente. Oltre ai vantaggi in termini di riduzione dell'induttanza e della capacità di uscita, è possibile sfruttare questa proprietà per aumentare le prestazioni dinamiche. Il controllo proposto chiamato DPCMC a multi-campionamento (MS-DPCMC) sfrutta esattamente questa opportunità e permette di ottenere un anello di controllo interno della corrente più veloce, aumentando così la larghezza di banda disponibile per l’anello di controllo esterno della tensione di uscita. Inoltre, una variante del controllo MS-DPCMC ottenuta attraverso un aggiornamento rapido del comando di controllo è proposta ed analizzata. Questa implementazione è stata denominata a fast-update MS-DPCMC. Quando l'hardware disponibile lo rende possibile, tale implementazione aumenta la velocità dell'azione correttiva sull'errore di corrente dell'induttore, aumentando ulteriormente la larghezza di banda disponibile per l'anello di controllo esterno della tensione di uscita. Per il convertitore Buck 3-LFC, i test di simulazione e i risultati sperimentali indicano che i controlli di picco, valor medio e valle di tipo DPCMC a singolo campionamento sono sempre stabili, e che le implementazioni fast-update MS-DPCMC possono ulteriormente migliorare la risposta dinamica del convertitore. I controllori che sfruttano il multi-campionamento hanno anche dimostrato di essere intrinsecamente più robusti di quelli a singolo campionamento rispetto disallineamenti temporali nei segnali di controllo, con il risultato finale di un minore sbilanciamento di tensione della tensione ai capi del condensatore flottante. Tutti i risultati teorici ottenuti dall’approccio analitico sviluppato, riguardanti il convertitore Buck 3-LFC, sono convalidati in simulazione e sperimentalmente mediante l’utilizzo di un prototipo sviluppato e costruito appositamente per questo caso di studio.
This thesis investigates the use of digital predictive current-mode control (DPCMC) in dc-dc multi-level flying-capacitor (MLFC) Buck converters. In particular, stability and flying-capacitor (FC) voltages balancing properties of predictive peak, average and valley current-mode controllers are studied when operated in single-sampled and multi-sampled mode. In fact, although the DPCMC technique has been extensively studied for traditional dc-dc converters, its application to MLFC converters is not documented in the current literature. This thesis proposes a unified analysis methodology that can be used for predicting the FC voltages stability properties in such converters. The developed analysis approach can be used for the generic MLFC Buck converters with generic number of levels as well for all operating modes. In addition to stability analysis tools, this thesis provides an implementation methodology for DPCMC control that takes full advantage of the multi-level topology. In fact, when MLFC converters operate with stable and balanced FC voltages, the output LC filter is excited by signal whose frequency is integer multiple of the switching frequency. Precisely, by indicating with N-LFC Buck the MLFC step-down converter which has N voltage levels available at the switching node, it is possible to show that during the steady-state operation the output LC filter is excited by a signal with frequency equal to N-1 times the switching frequency. This equivalent frequency multiplication effect allows the N-LFC Buck converter to gain advantages deriving from the increasing of the switching frequency without actually increasing it. In addition to the advantages in terms of inductance and output capacitance reduction, it is possible to exploit this property to increase dynamic performance. The proposed control called multi-sampled DPCMC (MS-DPCMC) exploits exactly this opportunity and allows to obtain a faster inner-current loop, thus increasing the available bandwidth for the outer-voltage loop. Additionally, a variant of the MS-DPCMC obtained through a fast-update of the duty cycle command is disclosed and analyzed. When the available hardware makes it possible, the fast-update implementation increase the speed of the corrective action on the inductor current error, further increasing the available bandwidth for the outer-voltage control loop. For the 3-LFC Buck converter, simulating and experimental results indicate that single-sampled peak, valley and average DPCMC are always stable, and that fast-update approaches can strongly improve the converter dynamic response. Multi-sampled controllers are also shown to be inherently more robust than single-sampled ones against timing mismatches in the control signals, resulting in a smaller flying-capacitor voltage imbalance. All developed stability results regarding the 3-LFC Buck converter are validated in simulation and experimentally on a custom prototype.

La cellule memoire DRAM embarquée conventionnelle doit faire face aux contraintes de la miniaturisation tant au niveau du transistor d’accès que de la capacité de stockage. Les solutions technologiques proposées aujourd’hui induisent un procédé de fabrication complexe et coûteux ainsi qu’une perte de densité. Dans cette optique des solutions alternatives apparaissent comme la solution DRAM embarquée sans capacité. Ces architectures utilisent un transistor pour stocker et amplifier les données. Elles possèdent un substrat flottant dans lequel la charge mémoire est stockée. Dans la course à la miniaturisation, le film mince reste aujourd’hui un candidat potentiel pour le noeud technologique 22nm et au delà. Dans cette optique, la potentialité du film mince en tant que DRAM embarquée sans capacité reste une priorité. Ce travail de thèse étudie le concept de cellule memoire DRAM embarquée sans capacité sur film mince. Dans un premier temps, des caracterisations électriques du dispositif FDSOI sont menées permettant de mettre en évidence les mécanismes de programmation possibles. Ensuite une modélisation approfondie est proposée pour rendre compte de tous les phénomènes physiques ayant cours lors des opérations mémoires. Basé sur une approche en charge, ce modèle calibré par des simulations TCAD, tient compte de tous les effets parasites liés a la miniaturisation: les effets canaux courts et les effets quantiques. L’etude est poursuivie par la modélisation du comportement dynamique de ces architectures memoires. Il est utilisé par la suite à travers un plan d’expérience pour déterminer quels sont les paramètres technologiques ayant le plus d’impact sur les specificités de la mémoire : comme l’amplitude, le temps de rétention, les temps de programmation et d’effacement. Enfin la réalisation technologique d’une architecture aàdouble grille indépendante est exposée. Elle permet de résoudre la problématique de sélectivité à l’effacement de l’architecture mémoire FDSOI
Conventional embedded DRAM memory has to cope with miniaturization of access transistor and storage capacitor. Technological solutions proposed today lead to complex manufacturing process and density loss. In this context, emerging solutions appear such as embedded DRAM without additional storage element. These architectures use only one transistor to amplify and store the data. Memory charge is stored in a floating substrate. In miniaturization race, thin film device remains relevant candidate for 22 nm technology node and beyond. This thesis explores thin film transistor potential as capacitorless embedded DRAM. In a first step, electrical characteristics are carried out on FDSOI devices to demonstrate the possible programming mechanisms. Then a modeling is proposed taking into account physical phenomena occurring during memory operations. Based on a charge approach, the model is calibrated with SWB simulations. Main parasitic effects related to miniaturization, Short Channel Effects and Quantum Effects are detailed. The study is following by the modeling of dynamic memory behaviour until data retention. The model is subsequently used throug a Design Of Experiment to evaluate technological parameters impact on memory characteristics like amplitude, data retention, write and erase time. Finally, Independent Double Gate transistor proposed to solve selectivity issue of FDSOI erasing operation is discussed and technological process step are exposed