Dissertationen zum Thema „Données du Panneau“

Dans un contexte de lutte contre le réchauffement climatique, le bâtiment est un secteur stratégique du fait de sa forte consommation de chaleur et d’électricité. Le solaire, thermique et photovoltaïque, a de forts atouts pour répondre à cet enjeu avec une compétitivité qui s’accélère. En particulier, le solaire hybride PVT est prometteur avec un double gain : l’extraction de la chaleur sous le module photovoltaïque apporte à la fois un gain de rendement électrique, et un gain de par l’utilisation de cette chaleur pour les besoins du bâtiment. L’état de l’art permet de toucher du doigt la diversité des concepts de solaire hybride, et le PVT plan non survitré à eau a été retenu dans cette thèse. Pour faire face à des problématiques de durabilité et de performance, DualSun a conçu un module hybride avec un échangeur en acier inoxydable directement laminé pendant le process du module photovoltaïque.L’analyse de ces capteurs est faite en Partie I, d’abord avec un modèle 3D de l’échangeur. Ce modèle permet de déterminer des débits minimaux, de quantifier l’intérêt à ne pas isoler les bords du module et de visualiser que la perte de charge pour ce concept est principalement liée aux entrées et sorties du module mais reste tout à fait acceptable. Devant les limitations en termes de périmètre et de temps de calcul de ce modèle 3D, des modèles simplifiés sont proposés et comparés. Les résultats de ces modèles simplifiés corroborent une température de stagnation du concept DualSun de l’ordre de 75°C, ce qui confirme que le design est intrinsèquement résiliant à la surchauffe même en l’absence de besoins. Enfin les performances thermiques sur 9 prototypes avec des variations de composition couche par couche ont confirmé que le modèle est robuste. La puissance thermique(non isolé) est de 758W thermique pour un besoin à 30°C et la puissance photovoltaïque de 250Wc électrique dans des conditions extérieures standards (STC).Une analyse système de ces modules intégrés dans un ensemble complexe est réalisée dans la Partie II. Pour le système dit préchauffage d’eau sanitaire en maison individuelle (CESI), les quatre logiciels PVSyst, PVGis, Polysun, Solo sont comparés au logiciel Trnsys avec les Type 295 et Type 816 qui intègrent les deux modèles simplifiés du module définis dans la partie I. Les modèles physiques de ces logiciels sont cohérents entre eux dans le domaine d’utilisation.Les résultats de ces logiciels utilisés à partir de données statistiques pour la météo et les habitudes de consommation sont comparés à des mesures terrain sur 28 installations CESI hybride chez des particuliers. L’objectif a été de quantifier les erreurs d’estimation des prédictions statistiques par rapport au réel. Si l’écart type sur productible photovoltaïque et les températures maximales atteinte par les modules reliés à l’incertitude sur la météo est faible (environ 10%), l’écart type sur l’estimation du besoin sur la base d’un volume moyen consommé est beaucoup plus forte (de l’ordre de 30%) du fait d’un comportement très irrégulier de consommation chez les particuliers en terme d’heure et de volume de puisage en fonction des jours. Les températures moyennes atteintes au niveau des modules sont supérieures à 45°C pendant la moitié de l’année et permettent un préchauffage effectif du ballon sanitaire. Des couvertures solaires des besoins d’eau chaude de 57-58% sont mesurées près de Lyon.Dans le chauffage d’eau sanitaire collectif en couplage pompe à chaleur (HP+) ou en chauffage piscine (SP), les modèles statistiques permettent une évaluation des productibles du fait d’une stabilité des besoins.En conclusion, le solaire hybride devrait être une technologie clé de la transition énergétique pour les bâtiments dans les années à venir, sa compétitivité avec le vecteur électrique est déjà réelle. La technologie est appelée à évoluer pour réduire ses coûts d’année en année à l’instar du photovoltaïque et renforcer ainsi son positionnement face au gaz
In the context of the fight against climate change, the building is a strategic sector to address because of its high consumption of heat and electricity. Solar energy, both thermal and photovoltaic, has strong assets to meet this challenge and is becoming more and more cost-competitive. In particular, the PVT hybrid solar is a promising solution with a double advantage: the extraction of heat under the photovoltaic module brings both a gain in electrical efficiency, and a gain by generating heat for the needs of the building. The state of the art demonstrates the diversity of solar hybrid technologies, and this thesis specifically addresses the unglazed flat-plate design with water as the heat transfer fluid. To address sustainability and performance issues, the company DualSun designed a PVT hybrid module with a stainless steel heat exchanger directly laminated during the photovoltaic module process.The analysis of the DualSun collector is done in Part I, first with a 3D model of the exchanger. This model makes it possible to determine minimum flows, to quantify the interest not to insulate the edges of the module and to visualize that the pressure drop for this concept is mainly related to the inlets and outlets of the module but remains acceptable. Given the limitations in terms of scope and calculation time of this 3D model, simplified models are proposed and compared. The results of these simplified models corroborate a stagnation temperature of the DualSun concept of around 75°C, which confirms that the design is intrinsically resilient to overheating even in the absence of hot water consumption. Finally, thermal performance on 9 prototypes with layer-by-layer composition variations confirm that the model is robust. The models demonstrate that the 250Wp non-insulated version of the PVT panel has a thermal power output of 758 Wth for hot water needs at 30°C.A system analysis of these modules integrated in a complex system is carried out in Part II. For the preheating Domestic Hot Water system (DHW), four software programs, PVSyst, PVGis, Polysun, Solo are compared to Trnsys with the Type 295 and Type 816, which integrate the two simplified models of the module defined in the section I. The physical models of these software programs are consistent with each other in the field of use.The results of these software programs used from statistical data for the weather and consumption habits are compared to field measurements on 28 DHW (domestic hot water) hybrid installations in private homes. The objective was to quantify the errors of estimation of the statistical predictions with respect to the reality. While the standard deviation of PV output and maximum temperatures reached by the modules related to the uncertainty on the weather is low (about 10%), the standard deviation of estimated hot water needs based on an average consumption is much higher (about 30%) because of irregular consumption behavior in individuals in terms of time and volume depending on the days. The average temperatures reached at the level of the modules are higher than 45°C during half of the year and allow an effective preheating of the sanitary tank. Solar covering of hot water needs of 57-58% are measured near Lyon.For combined solar and heat pump (HP+) systems in multi-dwelling buildings and for pool heating (SP) systems, statistical models allow a reliable evaluation of the energy production because of stable hot water needs.In conclusion, solar hybrid should be a key technology for the energy transition of buildings in the coming years. PVT technology will evolve to reduce costs from year to year as observed with photovoltaic technology and thus strengthen its cost-competitive position against gas as a heat source for homes and buildings

Le douglas a été implanté massivement en France métropolitaine il y a une 50aine d’années. La part de gros bois, en raison du vieillissement des peuplements, va s’accroître dans les années à venir. Une part de cette ressource ne correspondra pas aux approvisionnements recherchés par les plus grosses scieries et va se déprécier. Un procédé de transformation du bois bien adapté pour la valorisation de cette ressource est le déroulage. En France, le douglas n’est pas une essence déroulée dû à sa récente maturité. Les placages peuvent servir à réaliser des panneaux de contreplaqué, mais aussi de LVL. Une étude des paramètres optimaux de déroulage a été nécessaire afin d’obtenir des placages de qualité. Ensuite, un modèle prenant en compte les données sylvicoles d’un peuplement a été développé afin d’estimer les propriétés mécaniques de poutres LVL. Il a permis de prédire les propriétés mécaniques de poutres fabriquées avec des arbres issus de trois placettes avec des itinéraires sylvicoles « contrastés ». Une simulation d’un élagage à 20 ans sur ces arbres montre l’intérêt d’utiliser cet outil d’aide à la décision pour la conduite des peuplements forestiers
Douglas fir was established massively in France around 50 years ago. The proportion of large tree, due to aging of the stands, will increase in the years to come. Part of this resource will not correspond to the supplies sought by the largest sawmills and will depreciate. Peeling process is well suited for the enhancement of this resource. In France, Douglas fir is not a peeled species due to its recent maturity. Veneers can be used to make plywood panels, but also LVL. A study of the optimal peeling parameters was necessary in order to obtain quality veneers. Then, a model taking into account the silvicultural data of a stand was developed in order to estimate the mechanical properties of LVL beams. It was used to predict the mechanical properties of beams made with trees from three plots of "contrasting" silvicultural routes. A simulation of a 20-year pruning on these trees shows the value of using this decision-support tool for managing forest stands

Les infrastructures de calcul très haute performance ont connu une croissance rapide en particulier ces dernières années. Cette croissance a toujours été motivée par les besoins accrus en puissance de calcul qu'expriment les scientifiques dans divers domaines. Cependant, ces systèmes devenus de plus en plus larges constituent de gros consommateurs d'électricité et consomment déjà plusieurs mégawatts. Afin de consommer ''moins'' et ''mieux'', nous avons proposé un environnement logiciel qui d'une part, permet de choisir avant de pré-exécuter l'application, les versions de services applicatifs consommant le moins d'énergie, et qui d'autre part, repose sur une grille électrique intelligente pour planifier les réservations des ressources de calcul de ces infrastructures. Cet environnement, appelé SESAMES, a été adapté à deux services applicatifs indispensables au calcul très haute performance : la tolérance aux pannes et la diffusion de données. Des validations expérimentales ont montré que l'on peut réduire la consommation énergétique de chacun des deux services étudiés en s'appuyant sur les estimations énergétiques précises fournies par SESAMES pour n'importe quel contexte d'exécution et pour n'importe quelle plate-forme dotée de wattmètres. Notre méthodologie d'estimation repose sur une description du contexte d'exécution et sur une calibration de la plate-forme d'exécution basée sur la collecte de mesures énergétiques. Des simulations ont démontré que l'ordonnanceur multi-critères des réservations de ressources proposé dans SESAMES, permet de réduire à la fois la consommation énergétique, le coût financier et l'impact environnemental de ces réservations, tout en respectant les contraintes imposées par l'utilisateur et le fournisseur d'énergie.

Le but de ce travail est une contribution a l'amelioration de la fiabilite et du suivi du fonctionnement dans les reseaux locaux industriels temps reel. Dans un premier temps, a partir d'un exemple de systeme robotise complexe assez representatif comme l'est le systeme de t. A. O. Et d'une analyse des principales architectures et methodes de gestion des reseaux locaux industriels, nous definissons des elements d'evaluation d'un transfert d'information et les utilisons dans une gestion conforme aux besoins de communication. Dans un deuxieme temps, nous proposons une topologie et une methodologie de reseau local industriel temps reel adaptees a un systeme robotise complexe. Dans un troisieme temps, nous specifions des procedures de gestion de fonctionnement degrade par la definition d'un certain nombre de symptomes et de procedures de diagnostics permettant l'identification des principales pannes. De ces procedures decoulent, lorsque cela est possible des procedures de gestion de fonctionnement degrade. La fiabilite de ce type de reseau repose essentiellement sur le suivi permanent des echanges et la possibilite de fonctionnement, essentiellement degrade, en presence de perturbations

Etude et implementation des contraintes d'integrite semantiques dans le sgbd relationnel rim. L'accent a ete mis sur les possibilites de specification et de reduction du cout de verification de certains types de contraintes d'integrite. Dans une deuxieme partie, le mecanisme de reprise apres panne est etudie. Dans la version centralisee, il a ete choisi de mettre en place une solution traditionnelle basee sur la journalisation des transactions. En version repartie, une solution originale a ete definie, tenant compte de la particularite de la repartition des donnees, dans le sgbd rim, a savoir la duplication de la derniere photographie sur les differents sites

Présentation d'un logiciel de validation de données des systèmes décrits par des modèles structurellement exacts et représentés par des équations linéaires ou bilinéaires, grâce à l'équilibrage de bilan de ces systèmes dans le cas où ceux-ci sont complètement mesurés, un algorithme d'estimation permet de les résoudre

L'approche de systeme reparti, plusieurs sites en reseau local, a ete choisie pour la creation d'un serveur de distribution de donnees financieres en temps reel car elle permet une evolution facile de la puissance et une continuite de service en cas de panne. Le type de panne traite est l'arret de fonctionnement de sites. Pour permettre un fonctionnement en presence de pannes, chaque site a ses ressources propres: une copie du fichier de configuration et de la base de donnees. La maintenance d'une version unique du fichier de configuration est assuree par un site maitre, elu par l'ensemble de sites. En repartissant le trafic, chaque site met a jour sa base de donnees avec les donnees recues directement de la source de donnees et/ou d'autres sites. Le recouvrement des pannes consiste en une reconfiguration automatique de la repartition du trafic et une election eventuelle d'un nouveau site maitre. La concordance des sites lors des diagnostics des pannes est assuree par un reseau de diffusion synchrone qui permet une limite de temps de reponse et un ordre total sur les messages recus par les sites

De nos jours, le travail collaboratif a pris une place très importante dans plusieurs domaines, et notamment dans le domaine du télédiagnostic médical. Et la cohérence des données partagées est un enjeu primordial dans ce type d'application. De plus, pour garantir la cohérence des données, l'utilisation d'un algorithme de consensus est un élément indispensable dans les plateformes collaboratives. Nous présentons ici un nouvel algorithme de consensus, nommé FLC, permettant de garantir la cohérence des données partagées dans les systèmes distribués collaboratifs complètement asynchrones. Notre algorithme est tolérant aux pannes et a pour objectif d'améliorer la performance de consensus et notamment lorsque les processus participants tombent en panne. Ce nouvel algorithme utilise l'oracle leader Omega pour contourner le résultat d'impossibilité du théorème FLP. L'algorithme est décentralisé et adopte le modèle de pannes crash-stop. L'algorithme FLC s'appuie sur deux idées principales. La première propose de réaliser, au début de chaque cycle d'exécution, une phase simple d'élection de processus leader garantissant l'existence d'un seul leader par cycle. La deuxième bénéficie de la stabilité du système et plus particulièrement du fait que le processus leader ne tombe pas en panne d'un consensus à l'autre. Les performances de notre algorithme ont été analysées et comparées à celles des algorithmes les plus connus dans le domaine. Les résultats obtenus par simulation en utilisant la plateforme Neko ont montré que notre algorithme donne les meilleures performances lorsque le réseau utilisé est un réseau multicast et qu'aucun processus ne tombent en panne ainsi que pour les situations dans lesquelles l'algorithme de consensus subit une ou plusieurs pannes de processus coordinateurs/leaders
Nowadays, collaborative work took a very important place in many fields and particularly in the medicaltelediagnosis field. The consistency of shared data is a key issue in this type of applications. Moreover, itis essential to use a consensus algorithm to ensure data consistency in collaborative platforms. We presenthere our new consensus algorithm FLC that helps to ensure data consistency in asynchronous collaborativedistributed systems. Our algorithm is fault tolerant and aims to improve the performance of consensus ingeneral and particularly in the case of process crashes. The new algorithm uses the leader oracle tocircumvent the impossibility result of the FLP theorem. It is decentralized and considers the crash-stop failuremodel. The FLC algorithm is based on two main ideas. The first is to perform, at the beginning of eachround, a simple election phase guaranteeing the existence of only one leader per round. The second is totake advantage of system stability and more particularly of the fact that the leader does not crash betweentwo consecutive consensus runs. The performance of our algorithm was analyzed and compared to the mostknown algorithms in the domain. The results obtained by simulation, using the Neko platform, demonstratedthat our algorithm gave the best performance when using a multicast network in the best case scenario and insituations where the algorithm undergoes one or more crashes of coordinators/leaders processes

Cette thèse aborde le sujet de la normalité de fonctionnement des systèmes composants l’hélicoptère à travers l’exploitation des données d’utilisation issues du système de surveillances du HUMS (Health and Usage Monitoring System) pour la maintenance. Les hélicoptères sont des systèmes complexes et sont soumis à des exigences réglementaires strictes imposées par les autorités concernées par la sécurité en vol. L’analyse des données de surveillance est par conséquent un moyen privilégié pour améliorer la maintenance des hélicoptères. De plus, les données produites par le système HUMS représentent une ressource indispensable pour se rendre compte de l’état de santé des systèmes après chaque vol. Les données collectées sont nombreuses et la complexité des différents systèmes permettent difficilement des analyses cas par cas. Les travaux de cette thèse abordent principalement les problématiques liées à l’exploitation des séries multivariées pour la visualisation et la mise en place d’outil de détection d’anomalie au sein d’Airbus Helicopters. Nous avons développé différentes approches pour permettre de capter dans les données de vol une forme de normalité, relative à un système donné. Un travail sur la visualisation des séries temporelles a été développé pour identifier, avec un minimum d’apriori, les patterns représentants la normalité de fonctionnement d’un système. En se basant sur cette approche, nous avons développé « un capteur virtuel » permettant d’estimer les valeurs d’un capteur réel à partir d’un ensemble de paramètres de vol afin de détecter des évènements anormaux lorsque les valeurs de ces deux capteurs tendent à diverger
This thesis addresses the topic of the normality of the helicopter component systems functioning through the exploitation of the usage data coming from the HUMS (Health and Usage Monitoring System) for the maintenance. Helicopters are complex systems and are subject to strict regulatory requirements imposed by the authorities in charge of flight safety. The analysis of monitoring data is therefore a preferred means of improving helicopter maintenance. In addition, the data produced by the HUMS system are an indispensable resource for assessing the health of the systems after each flight. The data collected are numerous and the complexity of the different systems makes it difficult to analyze them on a case-by-case basis.The work of this thesis deals mainly with the issues related to the utilization of multivariate series for the visualization and the implementation of anomaly detection tools within Airbus Helicopters.We have developed different approaches to catch in the flight data a relative normality for a given system.A work on the visualization of time series has been developed to identify the patterns representing the normality of a system's operation.Based on this approach, we have developed a "virtual sensor" allowing to estimate the values of a real sensor from a set of flight parameters in order to detect abnormal events when the values of these two sensors tend to diverge

L’objectif de nos travaux est de mettre en place une méthode pour modéliser le comportement de la dégradation de moteurs aéronautiques à partir de données de retour d’expérience en vue de quantifier l’impact sur le niveau de sécurité des vols. Ces modèles tiennent compte d'un composant dont les mécanismes de défaillance sont en concurrence vis-à-vis d’un événement final (événement redouté rare) et de la politique de maintenance préventive. Nous souhaitons ainsi estimer la fiabilité d'un composant et étudier l'impact d'une nouvelle périodicité de maintenance sur cette fiabilité. Un algorithme d'optimisation des différentes périodicités de maintenances préventives appliquées au composant est également proposé
The aim of our studies is to propose a statistical model of turboshaft engines ageing behaviour in order to improve the reliability level assessment. Field and repair data feedback are used to fit our model. This model takes into account one component whose failure mechanisms are in competition with respect to a final event and scheduled maintenance policy. We want to estimate reliability of engine component and, for instance, optimize the preventive maintenance policy

Cette thèse présente les résultats du projet de recherche Coopeer sur le thème de la conception collaborative. Ce travail a permis de mettre en place une architecture d'égal à égal pour la conception assistée par ordinateur (CAO) associée à une méthode optimiste de résolution automatique des conflits pour assurer la cohérence des données répliquées. Cette méthode s'appuie sur une estampille à double identification et sur une gestion de la simultanéité basée sur des priorités. La gestion du groupe de travail et la tolérance aux pannes y sont également adressées. La méthode est applicable à la CAO, mais aussi à tout type d'application collaborative complexe.

Cette thèse de doctorat se compose de 6 chapitres. Dans le premier chapitre, en guise d'introduction, nous donnons un aperçu des objectifs généraux et des motivations des réseaux décentralisés et permissionless, ainsi que des obstacles auxquels ils sont confrontés. Dans l'introduction, nous évoquons également la solution irrationnelle et illogique, connue sous le nom de « blockchain permissioned », qui a été proposée pour améliorer les performances des réseaux similaires à Bitcoin. Cette question a été détaillée au chapitre 5. Dans le chapitre 2, nous rendons clairs et intelligibles les systèmes que l'idée proposée, « Parallel Committees », est basée sur de tels réseaux. Nous détaillons les fonctionnalités indispensables et les défis essentiels des systèmes de réplication. Ensuite, dans le chapitre 3, nous discutons des limitations de scalabilité et du faible débit des systèmes de réplication qui utilisent des mécanismes de consensus pour traiter les transactions et comment ces problèmes peuvent être améliorés en utilisant des techniques de sharding. Nous décrivons les défis les plus importants dans le sharding des systèmes de réplication distribuée, une approche qui a déjà été mise en œuvre dans plusieurs systèmes de réplication basés sur la blockchain et, bien qu'elle ait montré un potentiel significatif pour améliorer les performances et la scalabilité, les techniques de sharding actuelles ont encore des limitations de scalabilité et des défis de sécurité. Nous expliquons pourquoi la plupart des protocoles de sharding actuels utilisent une approche d'allocation aléatoire pour distribuer les nœuds entre les shards pour des raisons de sécurité. Nous décrivons également comment traiter une transaction dans un système de réplication partitionné basé sur les protocoles de sharding actuels. Nous expliquons comment un « shared-ledger » partagé sur les shards impose des limitations de scalabilité et des défis de sécurité au réseau, et expliquons pourquoi les transactions « cross-shards » ou « inter-shards » sont indésirables et plus coûteuses en raison des problèmes qu'elles causent, y compris « atomicity failure » et les défis de « state transition », ainsi qu'une passe en revue des solutions proposées. Nous passons également en revue certains des travaux récents les plus remarquables qui utilisent des techniques de sharding pour les systèmes de réplication. Cette partie de l'ouvrage a été publiée sous la forme d'un chapitre de livre (peer-reviewed) in « Building Cybersecurity Applications with Blockchain Technology and Smart Contracts » (Springer, 2023). Dans le chapitre 4, nous proposons une nouvelle technique de sharding, « Parallel Committees », prenant en charge à la fois le « processing-sharding » et le « storage/state sharding », pour améliorer la scalabilité et les performances des systèmes de réplication distribués qui utilisent des mécanismes de consensus pour traiter les demandes des clients (client requests). Nous introduisons une approche innovante et originale pour répartir les nœuds entre les shards à l'aide d'un processus de génération de clé publique qui atténue simultanément l'attaque Sybil et sert de mécanisme de preuve de travail (proof-of-work). Notre approche réduit efficacement les transactions « inter-shards » indésirables, qui sont plus complexes et coûteuses à traiter que les transactions « intra-shards ». L'idée proposée a été publiée dans la conférence IEEE BCCA 2023. Nous expliquons ensuite pourquoi nous n'utilisons pas la structure de la blockchain dans l'idée proposée, un sujet abordé en détail au chapitre 5. Cette explication et clarification a été publiée dans le Journal of Software (JSW), Volume 16, Number 3, May 2021. Et dans le dernier chapitre de cette thèse, le chapitre 6, nous résumons les points importants et les conclusions de cette recherche
This PhD thesis consists of 6 Chapters. In the first Chapter, as an introduction, we provide an overview of the general goals and motives of decentralized and permissionless networks, as well as the obstacles they face. In the introduction, we also refer to the irrational and illogical solution, known as "permissioned blockchain" that has been proposed to improve the performance of networks similar to Bitcoin. This matter has been detailed in Chapter 5. In Chapter 2, we make clear and intelligible the systems that the proposed idea, Parallel Committees, is based on such networks. We detail the indispensable features and essential challenges in replication systems. Then in Chapter 3, we discuss in detail the low performance and scalability limitations of replication systems that use consensus mechanisms to process transactions, and how these issues can be improved using the sharding technique. We describe the most important challenges in the sharding of distributed replication systems, an approach that has already been implemented in several blockchain-based replication systems and although it has shown remarkable potential to improve performance and scalability, yet current sharding techniques have several significant scalability and security issues. We explain why most current sharding protocols use a random assignment approach for allocating and distributing nodes between shards due to security reasons. We also detail how a transaction is processed in a sharded replication system, based on current sharding protocols. We describe how a shared-ledger across shards imposes additional scalability limitations and security issues on the network and explain why cross-shard or inter-shard transactions are undesirable and more costly, due to the problems they cause, including atomicity failure and state transition challenges, along with a review of proposed solutions. We also review some of the most considerable recent works that utilize sharding techniques for replication systems. This part of the work has been published as a peer-reviewed book chapter in "Building Cybersecurity Applications with Blockchain Technology and Smart Contracts" (Springer, 2023). In Chapter 4, we propose a novel sharding technique, Parallel Committees, supporting both processing and storage/state sharding, to improve the scalability and performance of distributed replication systems that use a consensus to process clients' requests. We introduce an innovative and novel approach of distributing nodes between shards, using a public key generation process that simultaneously mitigates Sybil attack and serves as a proof-of-work mechanism. Our approach effectively reduces undesirable cross-shard transactions that are more complex and costly to process than intra-shard transactions. The proposed idea has been published as peer-reviewed conference proceedings in the IEEE BCCA 2023. We then explain why we do not make use of a blockchain structure in the proposed idea, an issue that is discussed in great detail in Chapter 5. This clarification has been published in the Journal of Software (JSW), Volume 16, Number 3, May 2021. And, in the final Chapter of this thesis, Chapter 6, we summarize the important points and conclusions of this research

Ce travail de recherche vise à développer des méthodes de détection et diagnostic appropriées et intégrables dans des systèmes soit d'aide à la décision dans le cadre de la gestion temps réel des réseaux d'assainissement, ou dans des procédures d'élaboration automatique de bilans quantitatifs de pollution légalement exigibles. Cette étude méthodologique débouche sur une synthèse et un approfondissement des techniques de détection et diagnostic de dysfonctionnements de réseau d'assainissement, et permet de dégager trois méthodes de détection reposant sur un modèle soit qualitatif soit analytique. L'une de ces méthodes s'applique à construire des comportements attendus du réseau synthétisés dans un modèle qualitatif dont la réponse est croisée avec les mesures. Les deux autres approches s'appuient sur un modèle hydrologique de transformation pluie-débit intégré dans un filtre de Kalman. La détection est alors réalisée soit avec un banc de filtres de Kalman complété par un test multi-hypothèses, soit avec un seul filtre de Kalman associé à un ensemble de tests d'hypothèses. Ces méthodes sont complétées par des analyses de sensibilité des procédures de détection et des exemples d'application pour des pluies de type différent. Enfin, une méthode de validation de mesures hydrauliques acquises en contexte hydrologique de temps sec est proposée. Elle s'appuie sur la création de scénarios de temps sec, comparés aux mesures hydrauliques grâce à des tests d'hypothèses. Cette approche permet alors d'identifier des contextes hydrologiques et hydrauliques caractérisant l'environnement d'un point de mesure.

Cette thèse a pour objectif de définir un système de stockage pair à pair, nommé Us. Le but principal de Us est de garantir la pérennité des données. Pour cela, Us associe un mécanisme de redondance des données à un processus dynamique de reconstruction.

Dans un premier temps, nous avons créé un prototype Us et conçu une interface utilisateur, nommée UsFS, de type système de fichiers. Un procédé de journalisation des données est inclus dans UsFS.

Ensuite, nous nous sommes intéressés aux distributions de données au sein du réseau Us. Le but de ces distributions est de minimiser le dérangement occasionné par le processus de reconstruction pour chaque pair. Enfin, nous avons étendu notre schéma de distribution pour gérer le comportement dynamique des pairs et prendre en compte les corrélations de panne.

Cette thèse propose une analyse à la fois théorique et empirique de la relation entre intégration commerciale, productivité des firmes et choix technologique. Le chapitre 1 présente les contributions du cadre théorique du commerce international axé sur l'hétérogénéité des firmes par rapport à la fois aux théories traditionnelles du commerce international et aux nouveaux résultats des travaux empiriques. Dans les chapitres 2 et 3, nous nous intéressons aux effets de l'ouverture commerciale sur la croissance de la productivité des firmes. Le chapitre 2 présente une étude théorique montrant l'impact de l'adoption des technologies étrangères sur les gains de productivité. Cette analyse est suivie d'une étude empirique exposée dans le chapitre 3. Nous estimons ici les conséquences des politiques commerciales orientées à l'exportation et à l'importation sur la productivité des firmes chiliennes. Pour finir, le chapitre 4 étudie la manière dont l'intégration commerciale agit sur les inégalités salariales. C'est ici le choix technologique qui affecte les inégalités. L'étude empirique dans le cas du Chili confirme l'hypothèse et les prédictions du modèle
This thesis proposes to carry out a theoretical and empirical analysis of the relationship between trade liberalization, firms' productivity and technological choice. The first chapter presents the main recent contributions of the new trade theory based on heterogeneous firms to the traditional trade theories and to the new empirical results based on firm level data. In Chapters 2 and 3, we study the effects of trade integration on the evolution of firms' productivity. Chapter 2 presents a theoretical study of the impact of foreign technology adoption on productivity gains. Then, in Chapter 3, we empirically estimate the effects of export and import oriented policies on the productivity of Chilean's firms. Finally, Chapter 4 studies the influence of trade integration on wage inequalities. Technological choice affects the growth of inequalities between skilled and unskilled workers. The main assumption and predictions of the model are confirmed by an empirical study of Chilean case

De nos jours, les systèmes Grille, grâce à leur importante capacité de calcul et de stockage ainsi que leur disponibilité, constituent l'un des plus intéressants environnements informatiques. Dans beaucoup de différents domaines, on constate l'utilisation fréquente des facilités que les environnements Grille procurent. Le traitement des requêtes distribuées est l'un de ces domaines où il existe de grandes activités de recherche en cours, pour transférer l'environnement sous-jacent des systèmes distribués et parallèles à l'environnement Grille. Dans le cadre de cette thèse, nous nous concentrons sur la découverte des ressources et des algorithmes d'allocation de ressources pour le traitement des requêtes dans les environnements Grille. Pour ce faire, nous proposons un algorithme de découverte des ressources pour le traitement des requêtes dans les systèmes Grille en introduisant le contrôle de topologie auto-stabilisant et l'algorithme de découverte des ressources dirigé par l'élection convergente. Ensuite, nous présentons un algorithme d'allocation des ressources, qui réalise l'allocation des ressources pour les requêtes d'opérateur de jointure simple par la génération d'un espace de recherche réduit pour les nœuds candidats et en tenant compte des proximités des candidats aux sources de données. Nous présentons également un autre algorithme d'allocation des ressources pour les requêtes d'opérateurs de jointure multiple. Enfin, on propose un algorithme d'allocation de ressources, qui apporte une tolérance aux pannes lors de l'exécution de la requête par l'utilisation de la réplication passive d'opérateurs à état. La contribution générale de cette thèse est double. Premièrement, nous proposons un nouvel algorithme de découverte de ressource en tenant compte des caractéristiques des environnements Grille. Nous nous adressons également aux problèmes d'extensibilité et de dynamicité en construisant une topologie efficace sur l'environnement Grille et en utilisant le concept d'auto-stabilisation, et par la suite nous adressons le problème de l'hétérogénéité en proposant l'algorithme de découverte de ressources dirigé par l'élection convergente. La deuxième contribution de cette thèse est la proposition d'un nouvel algorithme d'allocation des ressources en tenant compte des caractéristiques de l'environnement Grille. Nous abordons les problèmes causés par la grande échelle caractéristique en réduisant l'espace de recherche pour les ressources candidats. De ce fait nous réduisons les coûts de communication au cours de l'exécution de la requête en allouant des nœuds au plus près des sources de données. Et enfin nous traitons la dynamicité des nœuds, du point de vue de leur existence dans le système, en proposant un algorithme d'affectation des ressources avec une tolérance aux pannes
Grid systems are today's one of the most interesting computing environments because of their large computing and storage capabilities and their availability. Many different domains profit the facilities of grid environments. Distributed query processing is one of these domains in which there exists large amounts of ongoing research to port the underlying environment from distributed and parallel systems to the grid environment. In this thesis, we focus on resource discovery and resource allocation algorithms for query processing in grid environments. For this, we propose resource discovery algorithm for query processing in grid systems by introducing self-stabilizing topology control and converge-cast based resource discovery algorithms. Then, we propose a resource allocation algorithm, which realizes allocation of resources for single join operator queries by generating a reduced search space for the candidate nodes and by considering proximities of candidates to the data sources. We also propose another resource allocation algorithm for queries with multiple join operators. Lastly, we propose a fault-tolerant resource allocation algorithm, which provides fault-tolerance during the execution of the query by the use of passive replication of stateful operators. The general contribution of this thesis is twofold. First, we propose a new resource discovery algorithm by considering the characteristics of the grid environments. We address scalability and dynamicity problems by constructing an efficient topology over the grid environment using the self-stabilization concept; and we deal with the heterogeneity problem by proposing the converge-cast based resource discovery algorithm. The second main contribution of this thesis is the proposition of a new resource allocation algorithm considering the characteristics of the grid environment. We tackle the scalability problem by reducing the search space for candidate resources. We decrease the communication costs during the query execution by allocating nodes closer to the data sources. And finally we deal with the dynamicity of nodes, in terms of their existence in the system, by proposing the fault-tolerant resource allocation algorithm

La gestion de ressources distribuées à l'échelle planétaire dans plusieurs organisations virtuelles implique de nombreux défis. Dans cette thèse, nous proposons un modèle pour la gestion dynamique de services dans un environnement de grille pair-à-pair à large échelle.Ce modèle, nommé P2P4GS, présente l'originalité de ne pas lier l'infrastructure pair-à-pair à la plate-forme d'exécution de services.De plus, il est générique, c'est-à-dire applicable sur toute architecture pair-à-pair. Pour garantir cette propriété, vu que les systèmes distribués à large échelle ont tendance à évoluer en termes de ressources, d'entités et d'utilisateurs, nous avons proposé de structurer le système de grille pair-à-pair en communautés virtuelles (clusters).L'approche de structuration est complètement distribuée et se base uniquement sur le voisinage des noeuds pour l'élection des responsables de clusters appelés PSI (Proxy Système d'Information). D'autre part, afin de bien orchestrer les communications au sein des différentes communautés virtuelles et aussi permettre une recherche efficace et exhaustive de service, lors de la phase de structuration, un arbre couvrant constitué uniquement des PSI est maintenu. Les requêtes de recherche vont ainsi être acheminées le long de cet arbre.Outre la découverte de services, nous avons proposé des mécanismes de déploiement, de publication et d'invocation de services. Enfin, nous avons implémenté et analysé les performances de P2P4GS. Afin d'illustrer sa généricité, nous l'avons implémenté sur Gia, Pastry et Kademlia des protocoles pair-à-pair opérant de manières totalement différentes.Les tests de performances ont montré que le P2P4GS fournit une bonne résistance aux pannes et garantit un passage à l'échelle en termes de dimensionnement du réseau et également de coût de communications
Resource management management worldwide distributed in several virtual organizations is a key issue.In this thesis, we propose a model for dynamic services management in large-scale peer-to-peer Grid environments.This model named P2P4GS, presents originality not to link peer-to-peer infrastructure to the execution services platform.In addition, the middleware is generic i.e. it able to be applied on any peer-to-peer architecture.Meanwhile, the increasing size of resources and users in large-scale distributed systems has lead to a scalability problem.To ensure scalability, we propose to organize the peer-to-peer Grid nodes in virtual communities so called clusters.The structuring approach is completely distributed, and only requires local knowledge about nodes neighborhood for election of cluster managers called ISP (Information System Proxy).On the other hand, in order orchestrate communications in the various virtual communities and also enable an efficient service discovery,during structuring process, a spanning tree only constituted of ISP is maintained. Therefore, search queries will be routed along the spanning tree.Besides the service discovery, we proposed service deployment, publication and invocation mechanisms.Finally, we implemented and analyzed the performance of P2P4GS.To illustrate that P2P4GS is generic, we implemented protocols that operating in fully different way. These protocols are Gia, Pastry and Kademlia.Performance tests show that, on the one hand, our approach provides good fault tolerance and ensures the scalability in terms of the clusters distribution and communication cost

This thesis deals with the mapping and the scheduling of workflows. In this context, we consider unreliable platforms, with processors subject to failures. In a first part, we consider a particular model of streaming applications : the filtering services. In this context, we aim at minimizing period and latency. We first neglect communication costs. In this model, we study scheduling problems on homogeneous and heterogeneous platforms. Then, the impact of communication costs on scheduling problems of a filtering application is studied. Finally, we consider the scheduling problem of such an application on a chain of processors. The theoretical complexity of any variant of this problem is proved. This filtering property can model the reliability of processors. The results of some computations are successfully computed, and some other ones are lost. We consider the more frequent failure types : transient failures. We aim efficient and reliable schedules. The complexity of many variants of this problem is proved. Two heuristics are proposed and compared using using simulations. Even if transient failures are the most common failures in classical grids, some particular type of platform are more concerned by other type of problems. Desktop grids are especially unstable. In this context, we want to execute iterative applications. All tasks are executed, then a synchronization occurs, and so on. Two variants of this problem are considered : applicationsof independent tasks, and applications where all tasks need to be executed at same speed. In both cases, the problem is first theoretically studied, then heuristics are proposed and compared using simulations.

La thèse s'est effectuée dans le cadre d'une convention CIFRE entre l'Université Bordeaux I et l'entreprise Thales Avionics. Elle constitue une analyse originale de la fiabilité de matériels complexes, dans une perspective de maîtrise et d'amélioration de la fiabilité. La thèse comporte deux parties disjointes qui trouvent leur justification dans les problématiques rencontrées par l'industriel : - La première partie porte sur l'analyse des agrégats d'évènements indésirables (séries d'accidents, séries noires,...). Elle fait appel aux statistiques de balayage pour évaluer la probabilité d'occurrence d'un agrégat d'accidents. Une approche par simulation de Monte Carlo, puis un Réseau de Petri supportée par simulation de Monte Carlo, sont proposés. Plusieurs approches markoviennes sont ensuite développées. - La seconde partie porte sur l'analyse du retour d'expérience dans le cas où les informations disponibles sont uniquement les nombres de produits livrés et de défaillances constatées par unité de temps. Une méthodologie innovante, permettant d'obtenir la loi de fiabilité d'un matériel en fonction du flux de production et du flux de pannes observés, est exposée
The thesis went within the scope of an agreement between the University Bordeaux I and the Thales Avionics company. It constitutes an original analysis of the reliability of complex materials equipments, with the prospect of control and improvement. The thesis consists of two separate parts connected to the problems met by the manufacturer: - The first part deals with the analysis of "clusters" of undesirable events (chain of disasters, series of failures,...). It appeals to the scan statistics in order to estimate the probability of occurrence of a cluster of events. A Monte Carlo simulation implemented in a dedicated algorithm, then a Monte Carlo simulation supported by a Petri net model, are proposed. Several markovian approaches are then developed. - The second part deals with the analysis of feedback in a non common context when the only information available is the number of equipments which are delivered during each period and the number of those which are removed during each period. An innovative approach, allowing to obtain the intrinsic failure rate of the materials under study according to the production flow and the removal flow, is explained

Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés aux problèmes d'ordonnancement et d'optimisation dans des contextes probabilistes. Les contributions de cette thèse se déclinent en deux parties. La première partie est dédiée à l’optimisation de différents mécanismes de tolérance aux pannes pour les machines de très large échelle qui sont sujettes à une probabilité de pannes. La seconde partie est consacrée à l’optimisation du coût d’exécution des arbres d’opérateurs booléens sur des flux de données.Dans la première partie, nous nous sommes intéressés aux problèmes de résilience pour les machines de future génération dites « exascales » (plateformes pouvant effectuer 1018 opérations par secondes).Dans le premier chapitre, nous présentons l’état de l’art des mécanismes les plus utilisés dans la tolérance aux pannes et des résultats généraux liés à la résilience.Dans le second chapitre, nous étudions un modèle d’évaluation des protocoles de sauvegarde de points de reprise (checkpoints) et de redémarrage. Le modèle proposé est suffisamment générique pour contenir les situations extrêmes: d’un côté le checkpoint coordonné, et de l’autre toute une famille de stratégies non-Coordonnées. Nous avons proposé une analyse détaillée de plusieurs scénarios, incluant certaines des plateformes de calcul existantes les plus puissantes, ainsi que des anticipations sur les futures plateformes exascales.Dans les troisième, quatrième et cinquième chapitres, nous étudions l'utilisation conjointe de différents mécanismes de tolérance aux pannes (réplication, prédiction de pannes et détection d'erreurs silencieuses) avec le mécanisme traditionnel de checkpoints et de redémarrage. Nous avons évalué plusieurs modèles au moyen de simulations. Nos résultats montrent que ces modèles sont bénéfiques pour un ensemble de modèles d'applications dans le cadre des futures plateformes exascales.Dans la seconde partie de la thèse, nous étudions le problème de la minimisation du coût de récupération des données par des applications lors du traitement d’une requête exprimée sous forme d'arbres d'opérateurs booléens appliqués à des prédicats sur des flux de données de senseurs. Le problème est de déterminer l'ordre dans lequel les prédicats doivent être évalués afin de minimiser l'espérance du coût du traitement de la requête. Dans le sixième chapitre, nous présentons l'état de l'art de la seconde partie et dans le septième chapitre, nous étudions le problème pour les requêtes exprimées sous forme normale disjonctive. Nous considérons le cas plus général où chaque flux peut apparaître dans plusieurs prédicats et nous étudions deux modèles, le modèle où chaque prédicat peut accéder à un seul flux et le modèle où chaque prédicat peut accéder à plusieurs flux
In this thesis, we are interested in scheduling and optimization problems in probabilistic contexts. The contributions of this thesis come in two parts. The first part is dedicated to the optimization of different fault-Tolerance mechanisms for very large scale machines that are subject to a probability of failure and the second part is devoted to the optimization of the expected sensor data acquisition cost when evaluating a query expressed as a tree of disjunctive Boolean operators applied to Boolean predicates. In the first chapter, we present the related work of the first part and then we introduce some new general results that are useful for resilience on exascale systems.In the second chapter, we study a unified model for several well-Known checkpoint/restart protocols. The proposed model is generic enough to encompass both extremes of the checkpoint/restart space, from coordinated approaches to a variety of uncoordinated checkpoint strategies. We propose a detailed analysis of several scenarios, including some of the most powerful currently available HPC platforms, as well as anticipated exascale designs.In the third, fourth, and fifth chapters, we study the combination of different fault tolerant mechanisms (replication, fault prediction and detection of silent errors) with the traditional checkpoint/restart mechanism. We evaluated several models using simulations. Our results show that these models are useful for a set of models of applications in the context of future exascale systems.In the second part of the thesis, we study the problem of minimizing the expected sensor data acquisition cost when evaluating a query expressed as a tree of disjunctive Boolean operators applied to Boolean predicates. The problem is to determine the order in which predicates should be evaluated so as to shortcut part of the query evaluation and minimize the expected cost.In the sixth chapter, we present the related work of the second part and in the seventh chapter, we study the problem for queries expressed as a disjunctive normal form. We consider the more general case where each data stream can appear in multiple predicates and we consider two models, the model where each predicate can access a single stream and the model where each predicate can access multiple streams

Le soutien opérationnel est l’un des aspects les plus importants pour la maintenance aéronautique. Il vise essentiellement à fournir un portefeuille de services permettant d’implémenter la maintenance avec un niveau élevé d’efficacité, de fiabilité et d’accessibilité. L’une des principales difficultés du support opérationnel est qu’il n’existe pas de plate-forme intégrant tous les processus de maintenance des avions afin de réduire les coûts et d’améliorer le niveau de service. Il est donc nécessaire de réaliser un système autonome de maintenance des avions dans lequel toutes les informations de maintenance peuvent être collectées, organisées, analysées et gérées de manière à faciliter la prise de décision. Pour ce faire, une méthodologie innovante a été proposée, qui concerne la modélisation, simulation, vérification formelle et analyse des performances du système autonome mentionné. Trois axes ont été abordés dans cette thèse. Premier axe concerne la conception et simulation d'un système autonome pour la maintenance aéronautique. Nous proposons une conception innovante d'un système autonome prenant en charge la prise de décision automatique pour la planification de la maintenance. Deuxième axe vise la vérification de modèles sur des systèmes de simulation. Nous proposons une approche plus complète de la vérification des comportements globaux et des comportements opérationnels des systèmes. Troisième axe porte sur l'analyse de la performance des systèmes de simulation. Nous proposons une approche consistant à combiner un système de simulation à base d’agent avec une approche « Fuzzy Rough Nearest Neighbor », afin de mettre en œuvre la classification et prévision efficaces des pannes pour la maintenance des avions avec des données manquantes. Finalement, des modèles et systèmes de la simulation ont été proposés. Des expérimentations de la simulation illustrent la faisabilité de l’approche proposée
Operational support is one of the most important aspects of aeronautical maintenance. It aims to provide a portfolio of services to implement maintenance with a high level of efficiency, reliability and accessibility. One of the major difficulties in operational support is that there is no platform that integrates all aircraft maintenance processes in order to reduce costs and improve the level of service. It is therefore necessary to build an autonomous aircraft maintenance system in which all maintenance information can be collected, organized, analyzed and managed in a way that facilitates decision-making. To do this, an innovative methodology has been proposed, which concerns modelling, simulation, formal verification and performance analysis of the autonomous system mentioned. Three axes were addressed in this thesis. The first axis concerns the design and simulation of an autonomous system for aeronautical maintenance. We offer an innovative design of an autonomous system that supports automatic decision making for maintenance planning. The second axis is the verification of models on simulation systems. We propose a more comprehensive approach to verifying global behaviours and operational behaviours of systems. The third axis focuses on the analysis of the performance of simulation systems. We propose an approach of combining an agent-based simulation system with the “Fuzzy Rough Nearest Neighbor” approach, in order to implement efficient classification and prediction of aircraft maintenance failures with missing data. Finally, simulation models and systems have been proposed. Simulation experiments illustrate the feasibility of the proposed approach

Le but de ce travail est de proposer des mécanismes pour les drones multirotors qui permettent d'une part de tolérer des fautes sur le drone, et d'autre part de prendre en compte les effets du vent en extérieur. Les fautes visées comportent des fautes d'actionneurs, de capteurs, mais également des fautes logicielles sur les algorithmes de fusion de données. Dans nos travaux, nous avons développé un contrôleur robuste et un observateur des perturbations extérieures capables de coopérer avec la méthode de reconfiguration des commandes, pour tolérer de façon simultanée les défaillances de moteurs et les perturbations extérieures du vent par des techniques de tolérance aux fautes active. Egalement, nous avons proposé une nouvelle technique de tolérance aux fautes des actionneurs pour un drone octorotor coaxial. Cette technique est basée sur une loi de commande robuste avec des gains reconfigurables "self tuning sliding mode control (STSMC)", où les gains de contrôle sont réajustés en fonction de l'erreur détectée afin de maintenir la stabilité du système. Des expériences à l'intérieur ont été menées pour montrer et comparer notre solution avec deux autres techniques de tolérances aux fautes. L'efficacité et le comportement de chaque méthode ont été étudiés après des injections de fautes successives dans les actionneurs. Les principaux avantages et inconvénients de chaque méthode sont déduits en analysant les résultats obtenus. En outre, nous proposons une approche pour la tolérance aux fautes des capteurs et mécanismes logiciels de fusion de données du drone. Cette approche est basée sur la redondance des capteurs et la diversification des composants logiciels
The aim of this work is to propose mechanisms for multirotor drones that allow, on the one hand, to tolerate faults on the drone, and on the other hand to take into account the effects of the wind outdoors. The faults targeted include fault in actuators, sensors, but also software faults on the data fusion algorithms. ln our work, we have developed a robust controller and an exterior disturbance observer capable of cooperating with th, contrai reconfiguration method, to simultaneously tolerate motor failures and exterior wind disturbances through active fault tolerance techniques… We have also proposed a new technique for tolerating actuator faults for a coaxial octorotor drone. This technique is based on a robust command law with reconfigurable "self tuning sliding mode control (STSMC)" gains, where the control gains are readjusted according to the detected error in order to maintain the stability of the system. lndoor experiments are conducted to show and compare our solution with two other fault tolerance techniques. The efficiency and behavior of each method are studied after successive fault injections into the actuators. The main advantages and disadvantages of each method are deduced by analyzing the results obtained. Additionally, we provide an approach for fault tolerance of drone data fusion sensors and software mechanisms. This approach is based on the redundancy of sensors and the diversification of software components

Comme la puissance de calcul des systèmes de calcul haute performance continue de croître, en utilisant un grand nombre de cœurs CPU ou d’unités de calcul spécialisées, les applications hautes performances destinées à la résolution des problèmes de très grande échelle sont de plus en plus sujettes à des pannes. En conséquence, la communauté de calcul haute performance a proposé de nombreuses contributions pour concevoir des applications tolérantes aux pannes. Cette étude porte sur une nouvelle classe d’algorithmes numériques de tolérance aux pannes au niveau de l’application qui ne nécessite pas de ressources supplémentaires, à savoir, des unités de calcul ou du temps de calcul additionnel, en l’absence de pannes. En supposant qu’un mécanisme distinct assure la détection des pannes, nous proposons des algorithmes numériques pour extraire des informations pertinentes à partir des données disponibles après une pannes. Après l’extraction de données, les données critiques manquantes sont régénérées grâce à des stratégies d’interpolation pour constituer des informations pertinentes pour redémarrer numériquement l’algorithme. Nous avons conçu ces méthodes appelées techniques d’Interpolation-restart pour des problèmes d’algèbre linéaire numérique tels que la résolution de systèmes linéaires ou des problèmes aux valeurs propres qui sont indispensables dans de nombreux noyaux scientifiques et applications d’ingénierie. La résolution de ces problèmes est souvent la partie dominante; en termes de temps de calcul, des applications scientifiques. Dans le cadre solveurs linéaires du sous-espace de Krylov, les entrées perdues de l’itération sont interpolées en utilisant les entrées disponibles sur les nœuds encore disponibles pour définir une nouvelle estimation de la solution initiale avant de redémarrer la méthode de Krylov. En particulier, nous considérons deux politiques d’interpolation qui préservent les propriétés numériques clés de solveurs linéaires bien connus, à savoir la décroissance monotone de la norme-A de l’erreur du gradient conjugué ou la décroissance monotone de la norme résiduelle de GMRES. Nous avons évalué l’impact du taux de pannes et l’impact de la quantité de données perdues sur la robustesse des stratégies de résilience conçues. Les expériences ont montré que nos stratégies numériques sont robustes même en présence de grandes fréquences de pannes, et de perte de grand volume de données. Dans le but de concevoir des solveurs résilients de résolution de problèmes aux valeurs propres, nous avons modifié les stratégies d’interpolation conçues pour les systèmes linéaires. Nous avons revisité les méthodes itératives de l’état de l’art pour la résolution des problèmes de valeurs propres creux à la lumière des stratégies d’Interpolation-restart. Pour chaque méthode considérée, nous avons adapté les stratégies d’Interpolation-restart pour régénérer autant d’informations spectrale que possible. Afin d’évaluer la performance de nos stratégies numériques, nous avons considéré un solveur parallèle hybride (direct/itérative) pleinement fonctionnel nommé MaPHyS pour la résolution des systèmes linéaires creux, et nous proposons des solutions numériques pour concevoir une version tolérante aux pannes du solveur. Le solveur étant hybride, nous nous concentrons dans cette étude sur l’étape de résolution itérative, qui est souvent l’étape dominante dans la pratique. Les solutions numériques proposées comportent deux volets. A chaque fois que cela est possible, nous exploitons la redondance de données entre les processus du solveur pour effectuer une régénération exacte des données en faisant des copies astucieuses dans les processus. D’autre part, les données perdues qui ne sont plus disponibles sur aucun processus sont régénérées grâce à un mécanisme d’interpolation
As the computational power of high performance computing (HPC) systems continues to increase by using huge number of cores or specialized processing units, HPC applications are increasingly prone to faults. This study covers a new class of numerical fault tolerance algorithms at application level that does not require extra resources, i.e., computational unit or computing time, when no fault occurs. Assuming that a separate mechanism ensures fault detection, we propose numerical algorithms to extract relevant information from available data after a fault. After data extraction, well chosen part of missing data is regenerated through interpolation strategies to constitute meaningful inputs to numerically restart the algorithm. We have designed these methods called Interpolation-restart techniques for numerical linear algebra problems such as the solution of linear systems or eigen-problems that are the inner most numerical kernels in many scientific and engineering applications and also often ones of the most time consuming parts. In the framework of Krylov subspace linear solvers the lost entries of the iterate are interpolated using the available entries on the still alive nodes to define a new initial guess before restarting the Krylov method. In particular, we consider two interpolation policies that preserve key numerical properties of well-known linear solvers, namely the monotony decrease of the A-norm of the error of the conjugate gradient or the residual norm decrease of GMRES. We assess the impact of the fault rate and the amount of lost data on the robustness of the resulting linear solvers.For eigensolvers, we revisited state-of-the-art methods for solving large sparse eigenvalue problems namely the Arnoldi methods, subspace iteration methods and the Jacobi-Davidson method, in the light of Interpolation-restart strategies. For each considered eigensolver, we adapted the Interpolation-restart strategies to regenerate as much spectral information as possible. Through intensive experiments, we illustrate the qualitative numerical behavior of the resulting schemes when the number of faults and the amount of lost data are varied; and we demonstrate that they exhibit a numerical robustness close to that of fault-free calculations. In order to assess the efficiency of our numerical strategies, we have consideredan actual fully-featured parallel sparse hybrid (direct/iterative) linear solver, MaPHyS, and we proposed numerical remedies to design a resilient version of the solver. The solver being hybrid, we focus in this study on the iterative solution step, which is often the dominant step in practice. The numerical remedies we propose are twofold. Whenever possible, we exploit the natural data redundancy between processes from the solver toperform an exact recovery through clever copies over processes. Otherwise, data that has been lost and is not available anymore on any process is recovered through Interpolationrestart strategies. These numerical remedies have been implemented in the MaPHyS parallel solver so that we can assess their efficiency on a large number of processing units (up to 12; 288 CPU cores) for solving large-scale real-life problems