Literatura académica sobre el tema "Thermodynamique des réseaux"

Perroux s'intéressait aux travaux de Prigogine, un des fondateurs de la pensée complexe. Ce dernier avait introduit la notion de structure dissipative auto-organisatrice dans les systèmes thermodynamiques irréversibles loin de l'équilibre. Un système est complexe s'il peut être compris au moyen de la pensée complexe telle que définie par Morin et, à condition d'être représentable mathématiquement, s'il est doté d'une dynamique complexe au sens mathématique du mot. Cette dynamique complexe correspond aux propriétés asymptotiques (par application de la loi des grands nombres et existence de points fixes) d'un système d'équations différentielles déterministes auquel est donnée une interprétation stochastique tant par Prigogine en thermodynamique que par Arthur en science économique. Tout comme Perroux, Arthur examine des situations de rendements croissants sujettes à effets de rétroaction positive et à effets de réseau. Ces situations permettent de rendre compte de l'évolution de la technologie et de la localisation de l'activité économique parmi d'autres phénomènes. Dans le cadre de l'économie évolutive, Kaufman étudie la connectivité du tissu mouvant des relations économiques par le truchement des paysages d'aptitudes tandis que Holland étudie ces relations par le truchement d'algorithmes génétiques. Ces situations permettent de rendre compte de la multiplicité des usages de nouveaux produits et de leur combinaison avec des produits déjà existants ainsi que des stratégies adaptatives à leur égard.

La thermodynamique des processus hors équilibre est reconnue de longue date comme un lieu de prédilection de la modélisation des conversions de l’énergie. Initialement développée par Sadi Carnot pour optimiser l’utilisation des machines à vapeur durant l’essor de l’ère industrielle, la modélisation de la conversion thermodynamique a connu de nombreux développements, dont en particulier ceux de Lars Onsager puis Herbert Callen, et enfin Prigogine. Au cœur de ces développements se trouve la question de la puissance extractible, question qui ne peut être abordée par la thermostatique mais par la thermodynamique à temps fini. Cette dernière, formulée depuis le milieu du siècle dernier par Novikov et Chambadal, a été remise en lumière par Curzon et Ahlborn dans les années 1970 sous la forme des machines endoréversibles. Dans ce cadre où l’évolution d’un système est gouvernée par les gradients des grandeurs intensives, il devient possible de modéliser complètement le comportement des machines, les puissances produites et les entropies créées, dépassant ainsi le simple cadre endoréversible. Dans le cas de systèmes décrits par une seule grandeur intensive, le comportement retrouvé est celui des lois empiriques simples telles que les lois d’Ohm, de Fourier ou de Darcy. Lorsque plusieurs grandeurs intensives couplées sont en jeu, le comportement devient complexe à modéliser, surtout si le système présente des inhomogénéités des propriétés physiques du fluide de travail thermodynamique. Le travail mené au cours de cette thèse traite de ces questions. Il est basé sur la conception d’un simulateur de réseaux thermodynamiques, appliqués spécifiquement à la thermoélectricité, qui est un système modèle particulièrement fructueux. Le système est décrit par les relations force-flux et une approche en volume fini, ce qui permet de reconstruire un réseau thermodynamique fidèle au système étudié. Cette approche prend rigoureusement en compte l’hypothèse de continuité des grandeurs intensives entre chaque élément de volume, dont sa validité est tout d’abord démontrée en considérant la fluctuation de la production d’entropie et son caractère résiduel en situation stationnaire. Ce résultat est discuté dans le cadre du débat sur les questions de principe de minimisation de production d’entropie. Cette approche a été validée par plusieurs simulations de réseaux thermoélectriques dans différents régimes, qu’ils soient stationnaires, transitoires et harmoniques. La réponse obtenue contient les termes électriques et thermiques à la fois linéaires et non linéaires, ces derniers résultant des couplages énergie-matière. Ce simulateur a permis d’intégrer des matériaux dont la conductivité thermique peut être modulé tel que dans des matériaux férroélectriques. Les simulations transitoires incluant des matériaux à conductivité thermique modulable permettent ainsi de déterminer le temps de redistribution de la chaleur dans le réseau à la suite de cette modulation. Ces travaux ouvrent la voie à des simulations thermoélectriques complexes et peu accessibles par d’autres voies, telle que l’étude et le dimensionnement de modules thermoélectriques hétérogènes. L’intégration de la description locale sur le volume permet de faire émerger un comportement global issu de la prise en compte d’effets d’inclusions sur le couplage, suggérant de nouvelles perspectives de développement, tel que dans le cadre d’effets thermomagnétiques issus d’inhomogénéités
In this context, where the evolution of a system is governed by the gradients of intensive quantities, it becomes possible to completely model the behavior of machines, the produced power, and the created entropy, thus surpassing the simple endoreversible framework. In the case of systems described by a single intensive quantity, the behavior found is that of simple empirical laws such as Ohm’s law, Fourier’s law, or Darcy’s law. When several coupled intensive quantities are involved, the behavior becomes complex to model, especially if the system exhibits inhomogeneities in the physical properties of the working fluid. The work carried out in this thesis addresses these issues. It is based on the design of a thermodynamic network simulator, specifically applied to thermoelectricity, which is a particularly fruitful model system. The system is described by force-flux relations and a finite volume approach, which allows for the reconstruction of a thermodynamic network faithful to the studied system. This approach rigorously takes into account the hypothesis of continuity of intensive quantities between each volume element, whose validity is first demonstrated by considering the fluctuation of entropy production and its residual character in a stationary situation. This result also helped clarify the debate on the principles of entropy production minimization, a debate that still stirs part of the scientific community. This approach was validated by several simulations of thermoelectric networks in various regimes, stationary, transient, and harmonic. The obtained response includes both linear and nonlinear electrical and thermal terms, the latter resulting from energy-matter couplings. Beyond thermoelectricity, this simulator made it possible to integrate ferroelectric and antiferroelectric materials, whose thermal conductivity varies according to polarization. Transient simulations including materials with modifiable thermal conductivity thus allow determining the heat redistribution time in the network following this modulation. This work paves the way for complex thermoelectric simulations that are not accessible by other means, such as the study and design of heterogeneous thermoelectric modules. The integration of local description over volume allows for the emergence of global behavior resulting from the consideration of exotic inclusion effects on coupling, suggesting new development perspectives, notably in the context of thermomagnetic effects arising from local current loops

Cette thèse a pour but de modéliser et simuler, par la méthode des gaz sur réseaux, des phénomènes hydrodynamiques, de la diffusion de masse et du transfert de chaleur. Le chapitre I est une introduction générale des modèles de gaz sur réseaux. Au chapitre II, nous avons démontré l'existence et l'unicité de l'équilibre local et de l'équilibre global de la population moyenne. Puis nous avons adapte la méthode de Lyapunov à l'équation aux différences finies. Grace au théorème H, nous avons obtenu la périodicité asymptotique conditionnelle pour une solution non-homogène de l'équation de Boltzmann et la stabilité asymptotique conditionnelle pour une solution homogène. Au chapitre III, nous avons défini la température dépendant seulement de l'énergie interne et de la masse volumique et vérifiant les relations habituelles de la thermodynamique. Les équations de conservation sont déduites dans les cas généraux par la méthode de Chapmann-Enskog. Les applications à la diffusion de masse et au transfert de chaleur nous donnent respectivement la loi de Fick et la loi de Fourier. Aux chapitres IV et V, des simulations de diffusion de masse et de chaleur sont comparées, dans les cas monodimensionnels, avec les solutions de la loi de Fick et de la loi de Fourier obtenues par une méthode aux différences finies. Les résultats obtenus par ces deux méthodes sont concordants

La tâche de répondre à une demande croissante pour une meilleure qualité de l'expérience utilisateur dans les communications sans fil, est contestée par la quantité d'énergie consommée par les technologies concernées et les méthodes employées. Sans surprise, le problème de la réduction de la consommation d'énergie doit être abordé à diverses couches de l'architecture de réseau et de diverses directions. Cette thèse traite de certains aspects cruciaux de la couche physique de l'architecture de réseau sans fil afin de trouver des solutions efficaces d'énergie. Dans la première partie de cette thèse, nous explorons l'idée de l'efficacité énergétique à un niveau fondamental. A commencer par répondre aux questions telles que: - Qu'est-ce que la forme physique d'information ?, nous construisons un dispositif de communication simple afin d'isoler certaines étapes clés dans le processus physique de la communication et nous dire comment elles affectent l'efficacité énergétique d'une communication système. Dans la deuxième partie, nous utilisons des outils de la géométrie stochastique pour modéliser théoriquement réseaux cellulaires afin d'analyser l'efficacité énergétique du système. L'exploitation de la traçabilité d'une telle modélisation mathématique, nous explorons les conditions dans lesquelles la consommation d'énergie peut être réduite. En outre, dans cette partie, nous introduisons le concept de la mise en cache des données des utilisateurs à la périphérie du réseau (à savoir le final ac BS qui est en contact avec l'utilisateur) et de montrer quantitativement comment la mise en cache peut aider à améliorer l'efficacité énergétique d'un cellulaire réseau. Nous tenons également à ce traitement à un ac Hetnet scénario (à savoir quand il y a plus d'un type de glspl déployé BS) et étudions divers indicateurs de performance clés. Nous explorons également les conditions où l'efficacité énergétique d'un tel système peut être améliorée. Les résultats de thèse fournissent quelques idées clés pour améliorer l'efficacité énergétique dans un réseau cellulaire sans fil contribuant ainsi à l'avancement vers la prochaine génération (5 G) des réseaux cellulaires
The task of meeting an ever growing demand for better quality of user experience in wireless communications, is challenged by the amount of energy consumed by the technologies involved and the methods employed. Not surprisingly, the problem of reducing energy consumption needs to be addressed at various layers of the network architecture and from various directions. This thesis addresses some crucial aspects of the physical layer of wireless network architecture in order to find energy efficient solutions.In the first part of this thesis, we explore the idea of energy efficiency at a fundamental level. Starting with answering questions such as - emph{What is the physical form of `information'?}, we build a simple communication device in order to isolate certain key steps in the physical process of communication and we comment on how these affect the energy efficiency of a communication system.In the second part, we use tools from stochastic geometry to theoretically model cellular networks so as to analyze the energy efficiency of the system. Exploiting the tractability of such a mathematical modeling, we explore the conditions under which the consumption of energy can be reduced. Further in this part, we introduce the concept of caching users' data at the edge of the network (namely the final ac{BS} that is contact with the user) and show quantitatively how caching can help improve the energy efficiency of a cellular network. We also extend this treatment to a ac{HetNet} scenario (namely when there are more than one type of glspl{BS} deployed) and study various key performance metrics. We also explore the conditions where energy efficiency of such a system can be improved.The results in thesis provide some key ideas to improve energy efficiency in a wireless cellular network thereby contributing to the advancement towards the next generation (5G) cellular networks

L'amelioration des transferts de chaleur et de masse et la cinetique chimique dans les reacteurs thermochimiques accroit fortement leur performance en puissance et/ou en energie. La geometrie du reacteur joue un rôle tres important dans cette amelioration. Cette these a permis de developper des methodes originales combinant l'approche constructale et deux criteres d'optimisation thermodynamique: la minimisation de la production d'entropie (modelisation stationnaire) et la maximisation du rapport puissance / production d'entropie (modelisation dynamique). A l'aide de ces methodes, une conception optimale des reseaux de transferts couples de chaleur et de masse est faite pour les reacteurs thermochimiques. Cette etude a montre que tout reacteur, quelque soit le materiau reactif qu'il contient, possedeune forme geometrique optimale. Des modeles analytique et numerique couplant les transferts de chaleur et de masse ainsi que la cinetique chimique ont permis de montrer l'efficacite des architectures arborescentes constructales dans la conception des reacteurs thermochimiques. Une approche experimentale a ete abordee dans le but de valider les modeles analytique et numerique
Heat and mass transfer and chemical reaction improvements in thermochemical reactors strongly increase their performance in power and / or in energy. The reactor geometry plays an important role in these improvements. This work developed original methods combining constructal approach and two thermodynamics optimization criteria: the entropy generation minimization (for steady state modelling) and the ratio of the power over the entropy generation (for dynamic modelling). These methods enabled to optimize the design of the coupled heat and mass transfer networks in the thermochemical reactors. This study showed that for every reactor there exists its optimal shape regardless to the reactive material that filled it. Analytical and numerical models, coupling heat and mass transfer, and chemical reaction, enabled to demonstrate the constructal tree-network architecture efficiency in the thermochemical reactors design. An experimental approach was started in order to valid the analytical and numerical models

L'utilisation des reseaux de bragg comme composant passif dans les reseaux de telecommunication, leur integration dans les systemes optiques comme filtre frequentiel ou miroir de cavite laser est freinee par la derive en temperature de la longueur d'onde d'accord de bragg. L'annulation de cette derive peut etre realisee par differentes methodes soit par compensation active, soit par compensation chimique. Ces methodes ayant leurs defauts propres, nous proposons une troisieme voie tirant partie des avantages de chacune. Cette these etudie les effets de la variation des grandeurs thermodynamiques sur la derive de la longueur d'onde de bragg en analysant d'une part les modifications de la propagation dans le guide grace a la theorie des modes couples et d'autre part les changements subis par le solide support du reseau de bragg. A l'aide de ces developpements theoriques, nous proposons une methode de stabilisation passive de la longueur d'onde d'accord de bragg par dilatation thermique differentielle de deux materiaux. Ce rapport contient les bases theoriques necessaires a la mise en oeuvre de la stabilisation, les concepts ayant donne lieu au developpement d'un logiciel de simulation de la reponse spectrale des reseaux de bragg. Ainsi que les tests et mesures effectues sur les montages stabilisateurs realises. Nous proposons finalement une application pratique par le developpement d'un capteur de pression a reseau de bragg ainsi qu'une centrale d'interrogation utilisant l'information spectrale du capteur.

Au cours des deux dernières décennies, les systèmes frustrés de spins artificiels se sont imposés comme une plate-forme expérimentale incontournable pour sonder des phénomènes magnétiques coopératifs souvent associés au magnétisme frustré. Par rapport à leurs équivalents naturels, ces systèmes artificiels constitués de nanostructures magnétiques en interaction offrent plusieurs avantages clés. Fabriqués par des procédés de nanofabrication, ils permettent de concevoir une palette très large de géométries. En outre, leur configuration magnétique peut être visualisée directement, à l'échelle du degré de liberté du spin, à l'aide de techniques d'imagerie magnétique. Les quantités locales et globales peuvent alors être mesurées de manière pratique, dans l'espace réel et en temps réel, à n'importe quelle température.Ce travail de doctorat se concentre sur de tels systèmes de spins artificiels, et plus particulièrement sur la géométrie carrée qui a été initialement proposée comme un équivalent bidimensionnel (2D) de la structure cristalline tridimensionnelle (3D) des systèmes pyrochlores. Toutefois, cette approche 2D supprime la frustration magnétique présente à 3D, et le système s'ordonne de manière antiferromagnétique au lieu de présenter un état fondamental massivement dégénéré, semblable à celui d'un liquide de spin.Suivant une stratégie proposée dans la littérature, des réseaux carrés de nanostructures constitués de deux sous-réseaux décalés verticalement ont été fabriqués pour restaurer la frustration magnétique, ce qui a permis d'atteindre expérimentalement un régime liquide de spin. En visualisant les configurations magnétiques obtenues après un protocole de désaimantation, l'analyse des corrélations de spin révèle des écarts par rapport aux prédictions du modèle (à courte portée) de la glace carrée. En comparant ces données à des simulations Monte Carlo, nos résultats indiquent que les interactions magnétostatiques à longue portée ne peuvent pas être négligées dans nos expériences, contrairement à ce qui était pensé jusqu’à présent.Par la suite, ces glaces carrées artificielles ont été utilisées pour comprendre dans quelle mesure le protocole de désaimantation en champ que nous appliquons est un processus stochastique. Pour ce faire, nous avons étudié les configurations magnétiques obtenues après des protocoles de champ successifs. Nos résultats montrent que chaque micro-état magnétique obtenu diffère substantiellement du précédent, mais pas complètement. En analysant les configurations de spin et de vertex correspondantes, nous démontrons que notre protocole en champ est un processus stochastique, bien que nous observions également des signatures non ambiguës d’un déterminisme magnétique que nous attribuons à la présence d'un désordre résiduel. L’origine de ce désordre et du comportement aléatoire en champ sont discutés.Enfin, nous explorons la physique d'une série de réseaux carrés conventionnels (c’est-à-dire non décalés verticalement) désaimantés en champ tournant, dans lesquels le paramètre de maille est progressivement modifié afin d'ajuster l’intensité des interactions magnétostatiques. En comparant les populations de vertex et les corrélations de spin à des prédictions Monte Carlo, nous montrons que la série de réseaux est bien décrite par un Hamiltonien de spin unique, sondé à différentes températures effectives. En d'autres termes, le paramètre de maille peut servir de potentiomètre pour explorer la thermodynamique d'un modèle de spin donné
In the past two decades, artificial spin ice systems have become a powerful experimental platform to investigate cooperative magnetic phenomena often associated with highly frustrated magnets. Compared to their natural counterparts, artificial spin ice systems made of interacting magnetic nanostructures offer several key advantages. Being engineered through nanofabrication processes, an extensive palette of geometries can be designed. In addition, their magnetic configuration can be visualised directly, at the scale of the spin degree of freedom, using magnetic imaging techniques. Local and global quantities can then be measured conveniently, in real space and time, at almost any desired temperature.This PhD work focuses on such artificial spin systems, and more specifically on the square geometry, which was initially proposed as a two-dimensional (2D) counterpart of the three-dimensional (3D) pyrochlore crystal structure. However, this 2D approach removes the magnetic frustration present in 3D, and the system orders in a conventional antiferromagnetic fashion rather than exhibiting a highly degenerate, liquid-like ground state.Following a strategy proposed in the literature, arrays of nanostructures consisting of two vertically offset sub-lattices were fabricated to restore frustration, enabling to reach a spin liquid regime experimentally. Imaging the magnetic configurations obtained after a field demagnetisation protocol, the analysis of the spin-spin correlations reveals deviations from what is predicted by the (short-range) square ice model. Comparing the experimental findings to Monte Carlo simulations, our results indicate that long-range magnetostatic interactions are not washed out in our arrays, contrary to what was initially thought.Then, these artificial square ice structures were used to understand to what extent the field demagnetisation protocol we apply is a stochastic process. To do so, we studied the magnetic configurations obtained after successive field protocols. Our results show that each captured magnetic micro-state differs substantially from the previous one, but not entirely. Analysing the corresponding spin and vertex configurations, we demonstrate that our field protocol is a stochastic process, although we also observe unambiguous signatures of magnetic determinism that we attribute to the presence of quenched disorder. The possible sources of randomness in our experiment are discussed.Finally, we explore the behaviour of a series of field-demagnetised conventional (non-offset) square arrays, in which the lattice parameter is gradually varied to tune the interaction strengths. Comparing the experimental vertex populations and spin-spin correlations to Monte Carlo predictions, we show that the lattice series is well approximated by a unique short-range spin Hamiltonian probed at different effective temperatures. In other words, the lattice parameter can serve as a knob to probe the thermodynamics of a given spin model

Le piégeage optique d’atomes sur réseaux optiques permet d’étudier leur comportement dans un régime de très basse température, de l’ordre du nanokelvin, sans geler le degré de liberté de leur moment cinétique. Ces méthodes récentes de piégeage offrent la possibilité d’analyser le magnétisme des phases quantiques spontanément adopté par les atomes. Dans cette thèse, nous étudions numériquement des bosons à deux états effectifs de spin, ou bosons de spin-1=2, ainsi que des bosons à trois états de spin, ou bosons de spin-1, avec deux méthodes conceptuellement différentes : une approche simplifiée en champ moyen et une méthode exacte, la méthode de Monte Carlo Quantique. Au delà de l’étude de ces deux systèmes, nous comparons une méthode en champ moyen, parfois abusivement employée, à la méthode de Monte Carlo Quantique. L’étude approfondie du système de bosons de spin-1=2 en une et deux dimensions dans la limite de température nulle montre l’influence de la dimension sur la physique de ce système. Les effets thermiques, non négligeables expérimentalement, sont aussi étudiés. Enfin, le système de bosons de spin-1 piégés sur un réseau bidimensionnel, système plus riche et plus complexe à étudier que le précédent, est étudié dans la limite de température nulle. L’étude de ces deux systèmes révèle différentes organisations magnétiques dans les phases isolantes de Mott ainsi que dans la phase superfluide, telles qu’un superfluide ferromagnétique. Des transitions de phases du premier ordre et des mouvements cohérents anticorrélés, présents dans les phases de Mott, sont aussi observées
Optical trapping of atoms on optical lattices allows the study of their behaviour in the range of ultra low temperature, at the nanokelvin scale, without freezing their angular momentum degrees of freedom. Those recent trapping methods offer the possibility to analyse the quantum magnetism spontaneously adopted by the atoms. In this thesis we study numerically bosons with two internal effective degrees of freedom, referred to as spin-1=2 bosons, and also bosons with three degrees of freedom, spin-1 bosons, with two conceptually different methods : a simplified one using mean field approximation and an exact method, the Quantum Monte Carlo method. Beyond the study of these two systems, we compare a mean field method, sometimes excessively used, to the Quantum Monte Carlo method. The thorough investigation of the spin-1=2 bosons system in one and two dimensions in the zero temperature limit shows the influence of dimensionality on the physical properties of this system. The thermal effects, still present experimentally, are also analysed. Lastly, the spin-1 boson system trapped into a two dimensional lattice, a richer and more complicated system than the previous one, is investigated in the zero temperature limit. The study of these two systems reveals different magnetic organization in Mott insulators and superfluid phases, such as a ferromagnetic superfluid. First order phase transitions and coherent anticorrelated movements, present in the Mott phases, are also observed

Les fluides pétroliers extraits de gisements ont des teneurs plus ou moins importantes en composés non souhaités tels que le dioxyde de carbone, l’hydrogène sulfuré ou autres produits soufrés. Ils doivent subir nombre de transformations et purifications. Le dimensionnement des unités correspondantes ne peut être bien optimisé que si l’on dispose de données fiables et précises d’équilibre de phases et de propriétés volumétriques et bien entendu d’une modélisation elle aussi fiable et précise. Le présent travail a été consacré en partie à des mesures de propriétés volumétriques sur trois mélanges binaires (éthane – hydrogène sulfuré, éthane – dioxyde de carbone et propane – hydrogène sulfuré). Ces mesures ont été réalisées à l’aide d’un appareillage, comportant un densimètre à tube vibrant (Anton Paar, modèle DMA 512), qui a été conçu et construit tout spécialement pour ce travail. L’étude menée sur la modélisation des propriétés volumétriques a permis de mettre en évidence l’inadéquation de l’usage classique des équations d’état cubiques pour représenter simultanément propriétés volumétriques et équilibres de phases. Parmi les équations d’état présentées, une attention particulière a toutefois été portée sur les équations d’état cubiques en raison de leur très grande utilisation dans le domaine pétrolier. Un moyen a été testé pour adapter les équations d’état cubiques à la représentation simultanée et satisfaisante des propriétés volumétriques et équilibres de phases : Il s’agit du couplage de l’équation d’état cubique de Soave-Redlich-Kwong avec une correction de volume par réseau de neurones
Various pollutant contents (ie carbon dioxide, hydrogen sulphide or other sulphur products) are found in produced oils. These latter must undergo a number of transformations and purifications. The design and dimensioning of the corresponding units can well be optimized only if one has reliable and accurate data about phase equilibria and volumetric properties and of course reliable and accurate modeling. This work was devoted partly to measurements of volumetric properties on three binary mixtures (ethane - hydrogen sulphide, ethane - propane and carbon dioxide - hydrogen sulphide). These measurements were carried out using equipment, comprising a vibrating tube densimeter (Paar, model DMA 512 P), which was especially designed and built for this work. The study undertaken about the modeling of volumetric properties made it possible to highlight the inadequacy of the traditional use of cubic equations of state to represent simultaneously volumetric properties and phase equilibria. Among the equations of state investigated, a close attention however was paid to cubic equations of state because of their very great use in the oil field. A new tool was found to adapt cubic equations of state to the simultaneous and satisfactory representation of volumetric properties and phase equilibria. It concerns the coupling of the cubic Redlich-Kwong-Soave equation of state with volume correction through a neural network

Le transport a toujours été l'un des composants déterminants de la vie urbaine et de son développement économique. A partir de la seconde moitié du siècle dernier, l'amélioration du niveau de vie moyen et du taux d'équipement des ménages a permis au plus grand nombre d'accéder au déplacement par véhicule particulier. Nous avons donc assisté à une course entre la croissance du trafic routier et les progrès quantitatifs et qualitatifs de la voirie. Cette quantité d'actions génère des problèmes au niveau de la fluidité du trafic, d'où l'apparition de congestion.La congestion se produit aujourd'hui de façon quasi-quotidienne dans les réseaux routiers. Elle est source de perte de temps, augmentation de la consommation d'énergie, nuisance et détérioration de l'environnement. La solution aux problèmes de congestion routière ne passe pas toujours par l'augmentation de l'investissement dans les infrastructures de transport. En effet, l'offre de terrains est épuisée et le développement de l'infrastructure routière est coûteux. D'où, la tendance actuelle est plutôt à une meilleure utilisation des infrastructures existantes. En particulier, les feux de signalisation jouent un rôle important parmi les approches qui permettent d'éviter la congestion. En effet, la conception d'une meilleur commande des feux de signalisation a fait l'objet de plusieurs recherches afin d’améliorer la circulation au niveau du réseau à grande échelle.Dans ce mémoire, nous nous intéressons essentiellement à un travail en amont (action a priori) permettant d'éviter la congestion en forçant le nombre de véhicules à ne pas dépasser les capacités maximales des voies du réseau de transport. Après avoir décrire les réseaux de carrefours des feux, nous présentons d'une manière non exhaustive, les méthodes développées pour la gestion et la régulation des carrefours. Ensuite, nous proposons trois stratégies de contrôle qui traitent le problème de contrôle de manières différentes. La première fait appel à la théorie des systèmes dissipatifs, la deuxième consiste à stabiliser le système au sens de Lyapunov autour de sa situation nominale et la troisième le stabilise en temps fini (pendant les heures de pointe). Ces commandes proposées respectent les contraintes sur l'état et sur la commande et prennent en considération les incertitudes existantes dans le système. Finalement, l'existence des commandes proposées a été caractérisée par la faisabilité de certaines LMI en utilisant l'outil CVX sous MATLAB. De plus, les performances de chaque commande sont évaluées par des simulations
Transport has always been one of the key components of urban life and its economic development. From the second half of the last century, the improvement in the average standard of living and the household equipment rate allowed the greatest number of people to access the journey by private vehicle. We therefore witnessed a race between the growth of road traffic and the quantitative and qualitative progress of roads. This quantity of actions generates problems with the fluidity of the traffic, hence the appearance of congestion.The congestion occurs today almost daily in road networks. It is source of waste of time, increase of the energy consumption, the nuisance and the deterioration of the environment. The solution to the problems of road congestion does not still pass by the increase of the investment in the infrastructures of transport. Indeed, the offer of grounds is exhausted and the development of the road infrastructure is expensive. Hence, the current trend is rather for a better use of the existing infrastructures. In particular, traffic lights play an important role in avoiding congestion. Indeed, the design of a better control of traffic lights has been the subject of several researches in order to improve the network circulation on a large scale.In this thesis, we are mainly interested in a work that prevents the congestion by forcing the number of vehicles to not exceed the lane capacities. After having described the network of intersections, we have realized a state of the art on the methods developed for the management and regulation of intersections. Next, we propose three control strategies that treat the control problem in different ways. The first one involves the theory of dissipative systems, the second one is to stabilize the system in the sense of Lyapunov around its nominal situation and the third one stabilizes it in finite time (during peak hours). These proposed controls respect the constraints on both state and control. In addition, they take into account the uncertainties in the system. Finally, the result of each strategy developed is presented by LMI in order to be solved by using the CVX tool under MATLAB. Besides, the performance of each control is evaluated by simulations

Ce travail a pour objet le développement d’un système combinant un algorithme génétique d’optimisation multiobjectifs avec des outils de thermodynamique prédictive de type calphad (calcul des diagrammes de phases) et de fouille de données permettant l’estimation des propriétés thermochimiques et thermomécaniques d’alliages multicomposants. L’intégration de ces techniques permet l’optimisation quasi-autonome de la composition d’alliages complexes vis-à-vis de plusieurs critères antagonistes telles les résistances mécaniques et chimiques, la stabilité microstructurelle à haute température et le coût. La méthode est complétée d’une technique d’analyse décisionnelle multicritères pour assister la sélection d’alliages. L’approche est illustrée par l’optimisation de la chimie de deux familles d’alliages multicomposants. Le premier cas d’étude porte sur les superalliages à base de nickel polycristallins corroyés renforcés par précipitation de la phase 0 destinés à la fabrication de disques de turbines dans l’aéronautique ou de tuyauteries de centrales thermiques. L’optimisation résulte en la conception d’alliages moins onéreux et prédits plus résistants que l’Inconel 740H et le Haynes 282, deux superalliages de dernière génération. Le second cas d’étude concerne les alliages dits « à forte entropie » dont la métallurgie singulière est emblématique des problèmes combinatoires. À l’issue de l’optimisation, quelques alliages à forte entropie ont été sélectionnés et fabriqués ; leur caractérisation expérimentale préliminaire met en évidence des propriétés attrayantes tel un ratio dureté sur masse volumique inédit
The present work revolves around the development of an integrated system combining a multi-objective genetic algorithm with calphad-type computational thermodynamics (calculations of phase diagrams) and data mining techniques enabling the estimation of thermochemical and thermomechanical properties of multicomponent alloys. This integration allows the quasiautonomous chemistry optimisation of complex alloys against antagonistic criteria such as mechanical and chemical resistance, high-temperature microstructural stability, and cost. Further alloy selection capability is provided by a multi-criteria decision analysis technique. The proposed design methodology is illustrated on two multicomponent alloy families. The first case study relates to the design of wrought, polycrystalline 0-hardened nickel-base superalloys intended for aerospace turbine disks or tubing applications in the energy industry. The optimisation leads to the discovery of novel superalloys featuring lower costs and higher predicted strength than Inconel 740H and Haynes 282, two state-of-the-art superalloys. The second case study concerns the so-called “high-entropy alloys” whose singular metallurgy embodies typical combinatorial issues. Following the optimisation, several high-entropy alloys are produced; preliminary experimental characterisation highlights attractive properties such as an unprecedented hardness to density ratio