Academic literature on the topic 'Minimisation de l'énergie'

Le systeme hydrothermal de st martin (antilles francaises) a permis de degager des assemblages de mineraux secondaires (epidote+chlorite), (epidote+amphibole) et meme (epidote+chlorite+amphibole) qui se positionnent dans le profil d'alteration suivant un gradient de temperature. Les associations minerales precedentes vont servir de support a une etude thermodynamique des equilibres chimiques par minimisation d'energie libre. Un programme informatique appele minus a ete developpe et permet d'obtenir une exploitation multicritere des donnees (temperature, pression, fraction de phase et modele thermodynamique). Afin de realiser des echanges cationiques pour des cations de valence differente (mg, fe, al), le concept de poles fictifs de solutions solides a ete pris en compte. Les valeurs thermodynamiques des poles purs ferreux et ferriques ont ete calculees a l'aide d'un developpement de la methode d'estimation proposee par sverjensky en 1985. En utilisant ces donnees, une equation generale incluant la temperature, la pression et la fraction de phase est determinee pour les couples de solutions solides chlorite-epidote et epidote-amphibole. Elle fait intervenir un modele thermodynamique subregulier. La determination de la temperature d'equilibre d'autres echantillons contenant les memes solutions solides est alors realisee avec une precision de sept degres. Dans le cas du systeme triphase chlorite-epidote-amphibole, la repartition des cations dans les sites de mineraux est realisee a l'aide de deux modeles thermodynamiques differents selon que la fraction de la phase est en forte ou faible proportion. Le modele thermodynamique actuel n'est utilisable que dans le cas d'un equilibre entre les differentes phases

Avec l'arrivée de l'environnement comme enjeu mondial, le secteur de l'efficacité énergétique prend une place de plus en plus importante pour les entreprises autant au niveau économique que pour l'image de la compagnie. Par le fait même, le domaine des technologies de l'énergie est un créneau de recherche dont les projets en cours se multiplient. D'ailleurs, un des problèmes qui peut survenir fréquemment dans certaines entreprises est d'aller mesurer la composition des matériaux dans des conditions difficiles d'accès. C'est le cas par exemple de l'électrolyse de l'aluminium qui se réalise à des températures très élevées. Pour pallier à ce problème, il faut créer et valider des modèles mathématiques qui vont calculer la composition et les propriétés à l'équilibre du système chimique. Ainsi, l'objectif global du projet de recherche est de développer un outil de calcul d'équilibres chimiques complexes (plusieurs réactions et plusieurs phases) et l'adapter aux problèmes électrochimiques et d'équilibres contraints. Plus spécifiquement, la plateforme de calcul doit tenir compte de la variation de température due à un gain ou une perte en énergie du système. Elle doit aussi considérer la limitation de l'équilibre due à un taux de réaction et enfin, résoudre les problèmes d'équilibres électrochimiques. Pour y parvenir, les propriétés thermodynamiques telles que l'énergie libre de Gibbs, la fugacité et l'activité sont tout d'abord étudiées pour mieux comprendre les interactions moléculaires qui régissent les équilibres chimiques. Ensuite, un bilan énergétique est inséré à la plateforme de calcul, ce qui permet de calculer la température à laquelle le système est le plus stable en fonction d'une température initiale et d'une quantité d'énergie échangée. Puis, une contrainte cinétique est ajoutée au système afin de calculer les équilibres pseudo-stationnaires en évolution dans le temps. De plus, la contrainte d'un champ de potentiel électrique est considérée pour l'évaluation des équilibres électrochimiques par des techniques classiques de résolution et fera l'objet de travaux futurs via une technique d'optimisation. Enfin, les résultats obtenus sont comparés avec ceux présents dans la littérature scientifique pour valider le modèle. À terme, le modèle développé devient un bon moyen de prédire des résultats en éliminant beaucoup de coût en recherche et développement. Les résultats ainsi obtenus sont applicables dans une grande variété de domaines tels que la chimie et l'électrochimie industrielle ainsi que la métallurgie et les matériaux. Ces applications permettraient de réduire la production de gaz à effet de serre en optimisant les procédés et en ayant une meilleure efficacité énergétique.

Cette thèse est consacrée au problème d'ordonnancement de tâches qui consiste à minimiser la somme de l'énergie consommée et le temps d'attente pondéré total, et l'aborde de deux différents points de vue : centralisé et décentralisé. Pour l'approche décentralisée, nous avons défini deux types de jeux qui diffèrent dans les actions proposées aux joueurs et avons cherché des moyens de facturer l'énergie consommée aux utilisateurs pour les inciter à adopter un bon comportement. Concrètement nous nous intéressons à l'existence d'équilibres de Nash purs, au temps de convergence vers ces équilibres, et au rapport entre l'énergie consommée et le montant des factures. Pour l'approche centralisée, nous avons réduit le problème de minimisation à un problème d'ordonnancement plus classique avec une fonction de pénalité de retard polynomiale concave, pour lequel peu résultats ont été connus. Après avoir établi un état de l'art sur la famille de problèmes d'ordonnancement pour plusieurs fonctions de pénalité élémentaires et montré qu'une technique de preuve de NP-complétude classique échoue ici, nous nous sommes intéressés à sa résolution exacte. Pour améliorer les performances de l'algorithme A* dans ce contexte, nous avons montré des résultats de règles de dominance. Concrètement, nous avons cherché à déterminer les conditions sous lesquelles une solution optimale devrait ordonnancer une paire de tâches dans un certain ordre. Ces résultats sont appuyés par une étude expérimentale qui évalue l'impact pratique de ces nouvelles règles, par rapport aux règles existantes
This thesis focuses on a job scheduling problem with the goal of minimizing the sum of energy consumption and the weighted flow time from two different approaches: centralized and decentralized. In the decentralized setting, we defined two games which differ in the strategies players can choose from and designed cost sharing mechanisms, charging the consumed energy to the users in order to incentive a socially desirable behavior. More precisely we were interested in the existence of pure Nash equilibria, in the convergence time, and the ratio between the consumed energy and the total charged amount. On the other side, for the centralized approach, we reduced the minimization problem to a classical scheduling problem with a polynomial concave penalty function, for which little results were known. We established a state of the art for a family of scheduling problems of this form with different penalty functions and showed that a classical NP-completeness proof technique fails here. Finally we addressed the exact resolution of the problem using the algorithm A*. In this context, we showed new order dominance rules. More precisely, we characterized the conditions under which any optimal solution must schedule a job pair in a certain order. In addition we carried out a computational experience to evaluate the practical impact of these new rules compared to the existing ones

Cette thèse est consacrée au problème d'ordonnancement de tâches qui consiste à minimiser la somme de l'énergie consommée et le temps d'attente pondéré total, et l'aborde de deux différents points de vue : centralisé et décentralisé. Pour l'approche décentralisée, nous avons défini deux types de jeux qui diffèrent dans les actions proposées aux joueurs et avons cherché des moyens de facturer l'énergie consommée aux utilisateurs pour les inciter à adopter un bon comportement. Concrètement nous nous intéressons à l'existence d'équilibres de Nash purs, au temps de convergence vers ces équilibres, et au rapport entre l'énergie consommée et le montant des factures. Pour l'approche centralisée, nous avons réduit le problème de minimisation à un problème d'ordonnancement plus classique avec une fonction de pénalité de retard polynomiale concave, pour lequel peu résultats ont été connus. Après avoir établi un état de l'art sur la famille de problèmes d'ordonnancement pour plusieurs fonctions de pénalité élémentaires et montré qu'une technique de preuve de NP-complétude classique échoue ici, nous nous sommes intéressés à sa résolution exacte. Pour améliorer les performances de l'algorithme A* dans ce contexte, nous avons montré des résultats de règles de dominance. Concrètement, nous avons cherché à déterminer les conditions sous lesquelles une solution optimale devrait ordonnancer une paire de tâches dans un certain ordre. Ces résultats sont appuyés par une étude expérimentale qui évalue l'impact pratique de ces nouvelles règles, par rapport aux règles existantes
This thesis focuses on a job scheduling problem with the goal of minimizing the sum of energy consumption and the weighted flow time from two different approaches: centralized and decentralized. In the decentralized setting, we defined two games which differ in the strategies players can choose from and designed cost sharing mechanisms, charging the consumed energy to the users in order to incentive a socially desirable behavior. More precisely we were interested in the existence of pure Nash equilibria, in the convergence time, and the ratio between the consumed energy and the total charged amount. On the other side, for the centralized approach, we reduced the minimization problem to a classical scheduling problem with a polynomial concave penalty function, for which little results were known. We established a state of the art for a family of scheduling problems of this form with different penalty functions and showed that a classical NP-completeness proof technique fails here. Finally we addressed the exact resolution of the problem using the algorithm A*. In this context, we showed new order dominance rules. More precisely, we characterized the conditions under which any optimal solution must schedule a job pair in a certain order. In addition we carried out a computational experience to evaluate the practical impact of these new rules compared to the existing ones

Les matériaux ferromagnétiques possèdent la propriété de devenir magnétiques, c’est à dire de s'aimanter, lorsqu'ils sont en présence d'un champ magnétique et de conserver une partie de leur magnétisation lorsque le champ est supprimé. C’est pour cette raison, ces matériaux sont devenus d'usage dans de nombreuses applications industrielles. Le modèle mathématique du micromagnétisme a été introduit par W.F. Brown (voir [11]) pour d'écrire le comportement de l'aimantation dans les matériaux ferromagnétiques depuis les années 40.Pour étudier ce phénomène, on le transforme en un système l'étude de ces équations donnent les informations physiques attendus dans des espaces appropriés. Dans cette thèse on s’est intéressé à des structures minces de films ferromagnétiques. En pratique, une structure mince est un objet tridimensionnel ayant une ou deux directions prépondérantes comme par exemple une plaque, une barre ou un fil. Nous étudions le comportement de l'énergie quand l'épaisseur du film tend vers zéro. Dans le premier travail, nous généralisons un résultat dû à Gioia et James à des dimensions supérieures à 4. Plus précisément, on considère un domaine mince borné ferromagnétique dans R^n, le but est d'étudier les comportements asymptotiques de l'énergie libre du domaine mince ferromagnétique. Dans le deuxième travail, on s'intéresse à une approche dynamique de problème micromagnétisme . On étudie le comportement asymptotique des solutions des équations Landau Lifshitz dans un multi-structure mince ferromagnétique composée de deux films minces orthogonaux d'épaisseur respectif h^a et h^b. On distingue différents régimes: lorsque lim h^a_n/h^b_n in ]0;infty[. On identifie le problème limite et on montre que ce dernier est couplé par une condition de jonction sur l'axe vertical x2, pour tout x2 in] -1/2,1/2[.La troisième partie est liée à ce dernier travail, nous complétons l'étude précédente lorsque lim h^a_n/h^b_n = 0 et +infty (voir [2]). En suite dans la quatrième chapitre, on a étudié des phénomènes de micromagnétisme dans un multi-structure mince: il s'agit d'un ouvert connexe de R3 composé de deux parties ayant un angle etha in ]0; pi[, le but est d'étudier les comportements asymptotiques de l'énergie libre dans ce domaine lorsque l'épaisseur tend vers zéro. Il s'agit d'un problème non convexe et non local (…)
The ferromagnetic materials possess the magnetic property of future, that is to magnetize, when they are in the presence of a magnetic field and to keep a part of their magnetizing when the field is deleted. It is for that reason, these materials became of use in numerous industrial applications (...)

Les hydrates de ciment (C-S-H) obtenus par dissolution/précipitation du ciment anhydre, constituent la matrice donnant au matériau ses propriétés mécaniques et sont structurellement analogues de la tobermorite, un calcio-silicate lamellaire naturel. La compréhension de la cohésion du ciment passe donc par la compréhension de la cohésion entre feuillets tobermoritiques. La structure lamellaire de différents échantillons de CSH tobermoritiques synthétisés par "chimie douce" a été mise en évidence ; les échantillons avec un rapport Ca/Si égal à 0.9 étant particulièrement bien cristallisés. L'étude du processus de déshydratation pour ces échantillons a permis d'identifier 3 phases et de montrer la similarité de comportement vis à vis du "vrai" ciment. Nous montrons que la transition 14-11 Å est irréversible. Se pose alors la question du rôle de l'eau interfoliaire dans la cohésion du matériau en relation avec les deux structures possibles décrites dans la littérature pour la tobermorite naturelle 11 Å : la proposition d'Hamid (1981) décrivant un ensemble de feuillets indépendants et celle de Merlino et al (1999) décrivant des feuillets chimiquement liés. La confrontation entre résultats expérimentaux (29Si-RMN et spectroscopie infra-rouge) et numériques (calculs ab-initio et minimisation d'énergie) indique que la structure d'Hamid est un modèle acceptable pour les C-S-H tobermoritiques. La nature des liaisons inter-feuillets est d'origine coulombienne au sens de l'énergie de réseau des solides ioniques.

Les plateformes de calcul haute performance (HPC) sont la solution idéale pour exécuter des applications exigeantes en termes de calcul. Étant donné leur consommation importante en énergie, le besoin d'algorithmes plus efficaces en termes d'énergie est indispensable. De meilleurs algorithmes d'ordonnancement peuvent être conçus en exploitant les caractéristiques essentielles d'une plateforme HPC, telles que sa topologie de réseau et l'hétérogénéité de ses machines. On peut également obtenir de meilleures performances en concevant des modèles plus réalistes, qui saisissent les fonctionnalités d'applications réelles. Ainsi, permettre aux algorithmes d’ordonnancement de décider de la quantité de ressources allouées à une application, ou de la vitesse d'exécution des machines, peut ouvrir la voie à de nouvelles implémentations compatibles avec la plateforme. Dans la première partie de la thèse, nous introduisons un modèle qui prend en compte à la fois la topologie et l'hétérogénéité d'une plateforme en introduisant deux types de machines. Nous augmentons le problème d'ordonnancement avec des contraintes dont le but est de réduire implicitement le mouvement des données pendant l'exécution des tâches sur des machines parallèles, et lors de la communication avec le système de fichiers. Nous proposons des algorithmes qui ordonnancent les tâches au cours du temps, et décident du nombre de ressources allouées à une tâche, en tenant compte de ces contraintes supplémentaires. Dans la deuxième partie de la thèse, on s'intéresse à l'incertitude liée à la charge de travail d'une application, cette charge étant directement liée au temps nécessaire à son exécution. La plupart des travaux de la littérature considèrent cette valeur connue à l'avance. C'est cependant rarement le cas dans les systèmes réels. Dans notre approche, la charge de travail donnée est une charge possible mais qui peut éventuellement être réduite. On introduit alors des tests spécifiques à l'application qui peuvent réduire la charge de travail d'une tâche. Étant donné que le test (par exemple, la compression) doit également être exécuté, et que la quantité de réduction (par exemple, la taille) est inconnue avant la fin du test, la décision d'exécuter ou non le test pour une tâche doit être prise. On propose des algorithmes compétitifs pour le problème d'ordonnancement de telles tâches, dans le but de minimiser l'énergie consommée par un ensemble de machines pour lesquelles on peut modifier la vitesse. Dans la troisième partie de la thèse, nous nous intéressons à un contexte similaire d'entrées incertaines et nous considérons un modèle dans lequel les temps d’exécution des tâches ne sont pas connus à l'avance. Nous augmentons l'entrée du problème en introduisant des valeurs prédites des temps d'exécution.Nous concevons alors des algorithmes qui ont d'excellentes performances lorsque les prédictions sont exactes, tout en restant compétitifs lorsque les prédictions se révèlent inexactes
High performance computers (HPCs) is the go-to solution for running computationally demanding applications. As the limit of energy consumption is already achieved, the need for more energy efficient algorithms is critical.Taking advantage of the core characteristics of an HPC, such as its network topology and the heterogeneity of the machines, could lead to better scheduling algorithms. In addition, designing more realistic models, that grasp the features of real-life applications, is a work in the same direction of achieving better performance. Allowing scheduling algorithms to decide either the amount of resources allocated to an application or the running speed of the resources can pave the path to new platform-aware implementations. In the first part of the thesis, we introduce a model which takes into account both the topology and the heterogeneity of a platform by introducing two kind of machines. We augment the scheduling problem with constraints whose purpose is to implicitly reduce data movement either during parallel execution or during the communication with the file system. We propose algorithms that can decide the number of resources allocated to an application taking into consideration the extra constraints.In the second part of the thesis, we deal with the uncertainty on part of the input and more specifically, the workload of an application, that is strictly related to the time needed for its completion. Most works in the literature consider this value known in advance. However, this is rarely the case in real-life systems.In our approach, the given workload is a worst case scenario for the execution of an application. We introduce application-specific tests that may decrease the workload of a task.Since the test (e.g. compression) takes some time, and since the amount of reduction (e.g. in size) is unknown before the completion of the test, the decision of running the test for a task or not has to be taken. We propose competitive algorithms for the problem of scheduling such tasks, in order to minimize the energy consumed in a set of speed-adjustable machines. In the third part of the thesis, we focus on a similar setting of uncertain input and we consider a model where the processing times are not known in advance. Here, we augment the input of the problem by introducing predicted values in place of the unknown processing times. We design algorithms that perform optimally when the predictions are accurate while remaining competitive to the best known ones otherwise

Le travail présenté vise essentiellement à simplifier l'étude des transferts énergétiques qui prennent place au sein des convertisseurs statiques. Une étude mathématique préliminaire nous amène à introduire, dans les schémas, un nouvel élément de représentation que nous nommons "modulateur sans pertes". Ce modulateur peut être présenté comme un transformateur idéal dont le rapport varie au court*du temps sous l'effet d'une commande. .Une telle fonction s'obtient en associant un hacheur bien choisi à des filtres appropriés. Nous étudions ensuite l'association d'un modulateur sans pertes et d'un élément réactif standard que nous appelons udipôle réactif modulé". Nous montrons qu'il est* possible d'obtenir, non seulement, des éléments- réactifs* dont la valeur varie dans le temps, mais aussi un comportement inductif avec un stockage capacitif. Dès lors, nombre de convertisseurs apparaissent comme un assemblage d'~n petit nombre de modulateurs sans pertes et de dipôles réactifs modulés. Enfin et indépendamment, nous montrons que certaines conversions nécessitent le stockage d'une énergie minimum: il faut donc gérer l'énergie en minimisant le stock, c'est à dire en flux. tendu. Ce. concept, appliqué à un convertisseur AC~DC à absorption sinusoïdale, permet de réduire par un facteur supérieur à 10 l'énergie stockée et, par-là même, le temps d'établissement de la sortie. Ceci est étayé par une réalisation pratique.