Дисертації з теми "Émulateurs"

La porosité d'une plaque composite carbone / époxy de type RTM est connue par tomographie X. Une méthode de détermination de cette porosité par mesure de l'atténuation des ondes longitudinales à travers l'épaisseur de cette plaque est proposée. Ces mesures sont effectuées sur des surfaces de dimensions variables (quelques cm2 à quelques mm2) et permettent l’obtention de cartographies. Une correspondance porosité (tomo X) – atténuation (onde US) est déduite et analysée en fonction de la structure du matériau composite. Dans chaque cas, on estime la qualité des relations obtenues et on en déduit les limites de validité de la correspondance porosité-atténuation. Des premiers résultats de tomographie acoustiques sont obtenus
The porosity of a composite plate in carbon / epoxy of type RTM is known by used of tomography X. A method of determination of this porosity by measure of the mitigation of the longitudinal waves through the thickness of this kind of plate is proposed. These measures are made on surfaces of different sizes (from some cm2 to some mm2) and allow the obtaining of cartographies. A correspondence porosity (tomo X) - Mitigation (US wave) is deducted and analyzed according to the structure of the composite material. In every case, we estimate the quality of the obtained relations and we deduct the limits of validity of the correspondence between porosity and mitigation. First results of acoustic tomography are obtained

Un nombre important d'outils d'expérimentation permettent aujourd'hui l'étude de problématiques pour les réseaux fixes et mobiles multi sauts. En s'appuyant sur un état de l'art faisant état des différentes fonctionnalités et caractéristiques propres aux outils et méthodes d'expérimentation les plus couramment utilisés, cette thèse vise à évaluer des outils d'expérimentations innovants. Concernant l'étude des réseaux fixes, nous proposons VIRCONEL, un outil permettant la définition de topologies réseaux virtuelles ainsi que la réalisation de scénario dans des conditions réalistes. Pour l'étude des réseaux mobiles multi sauts, nous proposons tout d'abord SILUMOD, un langage qui permet de définir aisément à l'aide de mots clés et d'opérateurs spécifiques les caractéristiques du mouvement d'un nœud mobile. Nous proposons ensuite VIRMANEL, un outil permettant la gestion des connexions entre des nœuds mobiles multi sauts représentés par des machines virtuelles, à l'aide d'un algorithme optimisant la mise à jour des liens effectifs entre ces nœuds mobiles. En associant SILUMOD et VIRMANEL, nous obtenons ainsi un outil capable de simuler les déplacements d'un nœud mobile tout en évaluant et établissant les connections potentielles entre ces nœuds mobiles. Les évaluations de ces outils montrent que si la virtualisation est effectivement un outil pertinent et utile pour l’expérimentation des réseaux, elle a aussi ses limites et le réalisme des résultats dépend des conditions d’expérimentation. Nous discutons de cette problématique et proposons, à l’issue de cette thèse, quelques critères permettant d’évaluer le degré de confiance à accorder à un résultat
A significant number of experimental tools now allow the study of problems for fixed and mobile multi -hop networks. Based on a state of the art reporting different features and characteristics specific to different testing methods, this thesis aims to provide some assessment of these innovative experiments tools. Concerning the study of fixed networks , we propose and evaluate VIRCONEL , a tool for the definition of virtual network topologies as well as the realization of scenario under realistic conditions. For the study of mobile multi-hop networks , we first propose SILUMOD , a language that allows using specific keywords and operators to easily define characteristics of the movement of a mobile node. We then propose VIRMANEL , a tool for managing connections between mobile nodes represented by virtual machines, using an algorithm optimizing the update of effective links between mobile nodes. By combining SILUMOD and VIRMANEL , we obtain a tool to simulate the movement of a mobile node while evaluating and establishing potential connections between mobile nodes. Evaluations of these tools show that if virtualization is indeed a relevant and useful tool for network experiments , it also has its limitations and the realism of results depends on experimental conditions. We discuss this problem and propose at the end of this thesis , some criteria for assessing the degree of trust to give a result

Le noyau atomique, système quantique de nucléons en interaction, constitue un problème difficle à résoudre exactement. Pour contourner cette difficulté, des méthodes de résolution approchées on été introduites, comme la Projected Generator Coordinate Method (PGCM). La force de la PGCM est de construire un espace de faible dimension, motivé par des considérations physiques, dans lequel trouver un solution approchée est facile. Cependant, le coût numérique du calcul d'un espace PGCM rend cette méthode mal adaptée pour une étude statistique de sensibilité des observables nucléaires vis-à-vis des paramètres du modèle d'interaction, laquelle nécessite un grand nombre de calculs PGCM. Afin de rendre ce type d'études possibles, cette thèse explore la notion d'émulateur PGCM. Dans ce travail, une combinaison de PGCM avec la méthode Eigenvector Continuation (EC) est construite et étudiée. Cette combinaison (l'émulateur PGCM-EC) tire parti des ressemblances formelles entre PGCM et EC, et surtout de la possibilité de décomposer l'hamiltonien comme combinaison linéaire de termes indépendants des paramètres du modèle d'interaction. Cette dernière propriété permet de concentrer la plus grande partie du coût numérique sur le calcul de quantités indépendantes des paramètres de l'interaction (les kernels élémentaires), et ainsi rend possible l'émulation massive de calculs PGCM, au prix d'avoir en amont effectué le calcul très lourd des kernels élémentaires. Les limites de cet émulateur sont aussi étudiées, en introduisant notamment la notion de sur-entraînement, qui provient précisément du fait que la PGCM est une méthode non-exacte de résolution du problème à N-corps nucléaire. Cette thèse démontre au final qu'il est possible d'émuler des millions de calculs PGCM avec une erreur ne dépassant pas 3% sur la spectroscopie collective des noyaux, et avec un faible coût numérique représentant une fraction de 1% du coût des millions de calculs PGCM
An atomic nucleus is a quantum system of interacting nucleons and constitutes a problem difficult to solve exactly. For this reason, a diversity of approximate resolution methods has been designed, and Projected Generator Coordinate Method (PGCM) is one of them. The strong point of PGCM is to construct a physically inspired small dimensional space, in which an approximate solution of the nuclear many-body problem is easily found. However the numerical cost of PGCM space computation make this method inadapted for sensibility analysis of nuclear observables with restect to parametrisation of the interaction model, this analysis requiring an huge number of PGCM computations. In order to make this type of study possible, this thesis explore the concept of PGCM emulator. In this work, a combination of PGCM with Eigenvector Continuation (EC) is constructed and studied. This combination (the PGCM-EC emulator) takes advantage of mathematical similarities between PGCM and EC, and above all of the decomposition of the hamiltonian as a linear combination of parameter-independent terms. The latter property is used to concentrate the heavier numerical cost in the computation of parameter-independent quantities (the elementary kernels), and open the feasability of massive PGCM emulations, the price being having first-handedly computed the costly elementary kernels. Limits of the emulator are also explored, by introducing the concept of over-training, which is exactly a consequence of the aproximativeness of a PGCM computation. Eventually this thesis demonstrates the possibility to emulate millions of PGCM computations with an error on collective spectroscopy less than 3%, and with a low numerical cost fraction of 1% of the million PGCM calculations cost

Un nombre important d'outils d'expérimentation permettent aujourd'hui l'étude de problématiques pour les réseaux fixes et mobiles multi sauts. En s'appuyant sur un état de l'art faisant état des différentes fonctionnalités et caractéristiques propres aux outils et méthodes d'expérimentation les plus couramment utilisés, cette thèse vise à évaluer des outils d'expérimentations innovants. Concernant l'étude des réseaux fixes, nous proposons VIRCONEL, un outil permettant la définition de topologies réseaux virtuelles ainsi que la réalisation de scénario dans des conditions réalistes. Pour l'étude des réseaux mobiles multi sauts, nous proposons tout d'abord SILUMOD, un langage qui permet de définir aisément à l'aide de mots clés et d'opérateurs spécifiques les caractéristiques du mouvement d'un nœud mobile. Nous proposons ensuite VIRMANEL, un outil permettant la gestion des connexions entre des nœuds mobiles multi sauts représentés par des machines virtuelles, à l'aide d'un algorithme optimisant la mise à jour des liens effectifs entre ces nœuds mobiles. En associant SILUMOD et VIRMANEL, nous obtenons ainsi un outil capable de simuler les déplacements d'un nœud mobile tout en évaluant et établissant les connections potentielles entre ces nœuds mobiles. Les évaluations de ces outils montrent que si la virtualisation est effectivement un outil pertinent et utile pour l’expérimentation des réseaux, elle a aussi ses limites et le réalisme des résultats dépend des conditions d’expérimentation. Nous discutons de cette problématique et proposons, à l’issue de cette thèse, quelques critères permettant d’évaluer le degré de confiance à accorder à un résultat
A significant number of experimental tools now allow the study of problems for fixed and mobile multi -hop networks. Based on a state of the art reporting different features and characteristics specific to different testing methods, this thesis aims to provide some assessment of these innovative experiments tools. Concerning the study of fixed networks , we propose and evaluate VIRCONEL , a tool for the definition of virtual network topologies as well as the realization of scenario under realistic conditions. For the study of mobile multi-hop networks , we first propose SILUMOD , a language that allows using specific keywords and operators to easily define characteristics of the movement of a mobile node. We then propose VIRMANEL , a tool for managing connections between mobile nodes represented by virtual machines, using an algorithm optimizing the update of effective links between mobile nodes. By combining SILUMOD and VIRMANEL , we obtain a tool to simulate the movement of a mobile node while evaluating and establishing potential connections between mobile nodes. Evaluations of these tools show that if virtualization is indeed a relevant and useful tool for network experiments , it also has its limitations and the realism of results depends on experimental conditions. We discuss this problem and propose at the end of this thesis , some criteria for assessing the degree of trust to give a result

Le sujet de la thèse traite de la modélisation d’un système d’énergie avec piles à combustibles (PàC) de type PEMFC destiné à être intégré dans les véhicules électriques. Le but recherché par la réalisation de cet émulateur (objet matériel qui a le même comportement qu’un système réel) est de développer des lois de commande assurant un bon fonctionnement du système PàC. Après une étude bibliographique sur les différentes modélisations de cœur de Pile à Combustible (PàC), le choix d’un convertisseur de type Buck a été retenu et mis en œuvre pour l’émulateur. L’originalité de ce travail réside dans la prise en compte de toutes les auxiliaires du système PàC. Les auxiliaires ont été introduites sous forme Hardware In the Loop (HIL). Pour cela l’environnement DSPACE a été utilisé. Plusieurs lois de commande et de contrôle ont été étudiées et mises en œuvre. L’émulateur a été conçu avec une large bande passante. Le contrôle de la tension est réalisé avec la technique « State Variable Feedback », qui est capable de fixer correctement les pôles du système à boucle-fermé afin d’assurer la bande passante souhaité et le comportement à régime permanent. Le cas particulier de la gestion de l’air a été largement développé et a permis de valider le principe d’émulation retenu. En effet, différentes stratégies de commande (static feedforward, PI) ont été étudiées et comparées en utilisant une nouvelle stratégie de commande basée sur les réseaux neuronaux. Cette dernière repose sur le principe d’inversion de la relation entre la vitesse de rotation du compresseur et le coefficient de « oxygen excess ratio », dont la régulation est d’importance capitale pour éviter l’appauvrissement en oxygène de la membrane
This thesis deals with modelling of a PEM-Fuel Cell System (FCS) for power generation in an electrical vehicle. The goal of the research is the construction of an emulator of the PEM Fuel Cell stack, that of a device having the same behaviour as the real system, and the development of command strategies for the FCS. After a bibliographical study of the models of Fuel Cell stack, a buck converter structure has been chosen and then implemented to build the emulator. The novelty of this thesis is that all the auxiliary components of a FCS have been considered in a Hardware In the Loop (HIL) fashion by using a DSPACE development platform. Several command strategies have been implemented and assessed by using the emulator, which has been designed with a high bandwidth. The voltage control of the emulator has been accomplished by using the “State Variable Feedback”, which is a pole-placement technique for achieving the desired bandwidth and dynamical and steady-state performance. The particular case of control of the air-management system has been considered and used to asses the emulator. Actually several control strategies (static feedforward, PI) have been studied and their results compared also by using a novel neural network based command strategy. This neural network implements the inversion of the relationship between the compressor speed and the “oxygen excess ratio”, whose regulation is a key issue for preventing the oxygen starvation of the membrane

Afin d'accélérer ce processus de conception des systèmes embarqués, un environnement de simulation rapide et performant peut s'avérer indispensable. Pour la rendre performante, les modèles comportementaux des composants élémentaires du système doivent être capables de remplacer les éléments réels dans leurs influences et réponses à tous les phénomènes influents: perturbations, affaiblissements, retards... Nos travaux de thèse visent à contribuer à cette approche méthodologique : ils traitent le développement d'un émulateur des RCSFs. Pour ce faire deux types de simulateurs ont été étudiés: * le premier est un simulateur " software " basé sur la création de modèles comportementaux, décrits en langage VHDL-AMS. * le deuxième est un simulateur hardware basé sur la création des modèles logiques comportementaux, décrits en langage VHDL synthétisable. La simulation s'effectuera sur un composant FPGA cible. Des modifications peuvent être faites sur l'architecture de manière dynamique.

Afin d'accélérer ce processus de conception des systèmes embarqués, un environnement de simulation rapide et performant peut s’avérer indispensable. Pour la rendre performante, les modèles comportementaux des composants élémentaires du système doivent être capables de remplacer les éléments réels dans leurs influences et réponses à tous les phénomènes influents: perturbations, affaiblissements, retards...Nos travaux de thèse visent à contribuer à cette approche méthodologique : ils traitent le développement d’un émulateur des RCSFs. Pour ce faire deux types de simulateurs ont été étudiés:• le premier est un simulateur « software » basé sur la création de modèles comportementaux, décrits en langage VHDL-AMS.• le deuxième est un simulateur hardware basé sur la création des modèles logiques comportementaux, décrits en langage VHDL synthétisable. La simulation s’effectuera sur un composant FPGA cible. Des modifications peuvent être faites sur l’architecture de manière dynamique
To accelerate the design process of embedded systems, a fast and efficient simulation environment is needed. To make it efficient, the behavioral models of the elementary components of the system must be able to replace the real elements in their influences and responses to all the influential phenomena: disruptions, attenuation, delays...Our thesis work aims to contribute to this methodological approach: we treat the development of an emulator for WSNs. To do, two types of simulators have been studied:• The first is a software simulator based on the creation of behavioral models, described in VHDL-AMS.• The second is a hardware simulator based on the creation of behavioral logic models, described in synthesizable VHDL. The simulation will be done on an FPGA target. Changes may be made on the architecture dynamically

Les systèmes embarqués sont un élément clé de la vie moderne. Par conséquent, le code fonctionnant sur ces systèmes, appelé "firmware", doit être soigneusement évalué et testé. L'analyse dynamique est un moyen courant d'évaluer la sécurité des firmwares, en particulier en l'absence de code source. Malheureusement, comparée à l'analyse et aux tests sur les ordinateurs de bureau, l'analyse dynamique des firmwares reste à la traîne. Dans cette thèse, nous identifions les principaux défis empêchant l’analyse dynamique et les techniques de test d’exploiter pleinement leur potentiel sur les firmware. Nous avons développé avatar2, un framework d'orchestration multi-cibles capable d'exécuter des firmware dans un émulateur à la fois de manière partielle et totale. À l’aide de ce framework, nous adaptons plusieurs techniques d’analyse dynamique pour pouvoir fonctionner avec succès sur des firmwares binaires. Notamment nous utilisons ses possibilités de script pour reproduire facilement une étude précédente. Nous montrons qu’elle permet d’enregistrer et de rejouer l’exécution d’un système embarqués et de mettre en œuvre des méthodes heuristiques pour une meilleure détection des pannes. En outre, la structure sert de base à une évaluation expérimentale des tests fuzz sur des systèmes intégrés et est utilisée dans un moteur d’exécution concolique évolutif pour les firmwares. Enfin, nous présentons Groundhogger, une nouvelle approche de décompression du micrologiciel des périphériques intégrés qui, contrairement à d’autres outils de décompression, utilise l’analyse dynamique
Embedded systems are a key component of modern life and their security is of utmost importance. Hence, the code running on those systems, called "firmware", has to be carefully evaluated and tested to minimize the risks accompanying the ever-growing deployment of embedded systems. One common way to evaluate the security of firmware, especially in the absence of source code, is dynamic analysis. Unfortunately, compared to analysis and testing on desktop system, dynamic analysis for firmware is lacking behind. In this thesis, we identify the main challenges preventing dynamic analysis and testing techniques from reaching their full potential on firmware. Furthermore we point out that rehosting is a promising approach to tackle these problems and develop avatar2, a multi-target orchestration framework which is capable of running firmware in both fully, and partially emulated settings. Using this framework, we adapt several dynamic analysis techniques to successfully operate on binary firmware. In detail we use its scriptability to easily replicate a previous study, we demonstrate that it allows to record and replay the execution of an embedded system, and implement heuristics for better fault detection as run-time monitors. Additionally, the framework serves as building block for an experimental evaluation of fuzz testing on embedded systems, and is used as part in a scalable concolic execution engine for firmware. Last but not least, we present Groundhogger, a novel approach for unpacking embedded devices' firmware which, unlike other unpacking tools, uses dynamic analysis to create unpackers and evaluate it against three real world devices

Les objets connectés sont des systèmes embarqués communicants, généralement alimentés par des sources d’énergie limitées comme des batteries. Leur durée de vie devient alors une contrainte importante qu’il est nécessaire de prendre en compte dès les premières étapes de leur conception. Dans le contexte de ces travaux de thèse, cette durée de vie est définie comme étant le temps qui s’écoule depuis le démarrage du système jusqu’à l’épuisement de sa source d’alimentation. Nous nous intéressons ici à l’estimation de cette durée de vie lors des phases de conception amont. Une étude de l’état de l’art nous a montré que les solutions d’estimation proposées par la communauté scientifique ne sont pas assez précises. Aussi, afin de remédier à ce manque de précision, nous présentons une méthode permettant d’estimer cette durée de vie dans le cas d’application des réseaux de capteurs sans fils. Cette méthode prend en considération trois aspects fondamentaux, à savoir, l’application logicielle embarquée sur le nœud de capteur, sa plateforme matérielle et la batterie qui l’alimente. Cette méthode a été implémentée sous la forme d’un environnement (framework) pour le simulateur de réseaux à évènement discret OMNeT++. Nous avons évalué la précision et les performances de simulation de notre méthode. Par ailleurs, dans le cadre d’une collaboration scientifique avec le SICS (Suède) notre méthode a été appliquée à l’étude d’un réseau de capteurs composé de 25 nœuds exploitant la plateforme matérielle T-Mote Sky, le protocole de communication 6LowPan et le système d’exploitation ContikiOS. Lors de cette étude, nous avons étendu la durée de vie du réseau de quelque mois à plus d’une année. Enfin, nous avons confronté nos résultats de simulation à des mesures expérimentales. L’erreur moyenne absolue obtenue, tous modèles confondus, est comprise entre 6,17% et 11,56% de la durée de vie totale. En comparaison, les méthodes de l’état de l’art ont une erreur d’estimation supérieure à 35%. Soulignons que tous nos résultats de simulation ont été obtenus avec des modèles établis à partir des données disponibles dans les documentations techniques et qu’aucune calibration n’a été nécessaire
Connected devices are embedded electronic systems that are powered by batteries. Their lifetime is an important constraint to take into account at very early design stages. In the context of this work, the lifetime is defined as being the time elapsed from the device very first boot until its battery does not contain enough energy to supply it. Thus, in this work, we investigate lifetime estimation in early design stages. A deep state-of-the-art's study showed that existing solutions were not accurate enough to do such estimation. Therefore, we introduce an original method oriented toward lifetime estimation in order to address this limitation. Our method relies on three fundamental aspects that are the software running on the device, its hardware platform and the battery that supplies it. This method has been implemented as a framework for the OMNeT++ network simulator. We evaluate the simulation performances of our implementation as well as the precision of our method. Moreover, in the context of a scientific collaboration with the SICS (Sweden), this method has been applied to a case study that implies several TMote Sky nodes running ContikiOS with a RPL/6LowPan communication's stack. Actually, our method gave us access to useful insights. These latter were used to improve the lifetime from 4 months to more than a year. We also compare our method’s simulation results to real experiment's measures. The absolute mean error is going from 6.17% to 11.56% depending on the model. In comparison, the state-of-the-art methods/solutions lead to an error that is greater than 35% - which highlights their inaccuracies. We also need to mention that the models that we have designed in our method were built using only the technical specifications and do not require any calibration

Le but principal de cette thèse est d'étudier et de réaliser un émulateur performant de machines parallèles dotées d'une mémoire virtuelle partagée distribuée. Cet émulateur doit permettre d'évaluer la charge induite par des machines de ce type sur le réseau d'interconnexion, afin d'en choisir la meilleure topologie. Pour cela, ce travail est divisé en deux parties. La première est constituée d'une étude de l'éventail des techniques pouvant être utilisées lors de la construction d'une hiérarchie de mémoires ou lors du maintien de la cohérence des données contenues dans cette hiérarchie. La seconde partie décrit le fonctionnement de l'émulateur. Pour que celui-ci soit performant, il faut qu'il puisse faire varier un nombre important de paramètres de la machine émulée et qu'il puisse utiliser un grand nombre d'applications de taille significative. Pour cela, nous utilisons une technique qui permet de réellement exécuter les instructions et de ne simuler que les envois de pages sur le réseau. Les paramètres de l'émulateur sont le nombre de processeurs, les caractéristiques du réseau (débit, latence), et le type de maintien de la cohérence utilisé (5 possibles). En ce qui concerne les applications, il est possible de faire varier la taille et pour certaines la répartition des données. L'émulateur construit s'exécute au-dessus d'un micro-noyau MACH et d'un serveur UNIX. Il exploite certaines fonctionnalités du micro-noyau MACH, en particulier les paginateurs externes.

Ce travail montre l'intéret de l'utilisation des technologies analogiques pour des applications temps réel dans le domaine du génie électrique. Notre première contribution fût l'apport d'une nouvelle fonctionnalité au simulateur ARTE (Analog Real Time Emulator). Cette fonction est la simulation des transformateurs et la création d'une interface électrique/magnétique qui permet de séparer les enroulements et donc de simuler les transformateurs à multi-enroulements. Cette simulation passe par une étape de modélisation directement transposable à un modèle analogique instantané. L'autre point traité dans ce thème est la prise en compte des phénomènes de saturation magnétique qui permet de simuler les pics de courant lors des commutations avec saturation du transformateur. Cette nouvelle fonctionnalité élargit considérablement le spectre d'applications déjà important de la simulation analogique temps réel de système d'électronique de puissance. Nous avons essayé de montrer, dans une seconde partie, la place conséquente que peut prendre l'analogique dans l'émulation et l'estimation temps réel de systèmes complexes comme les convertisseurs multicellulaires série. Cet objectif passe par une étape de modélisation qui aboutit à un modèle instantané du convertisseur directement transposable en technologie analogique. Les résultats expérimentaux obtenus sur l'émulateur analogique sont très fidèles au fonctionnement du convertisseur réel. Notre dernière contribution est plus prospective et nous traitons deux cas distincts qui résument à eux seuls une grande partie des difficultés qui sont rencontrées lors de l'implantation des réseaux de neurones. L'implantation de réseaux de neurones récurrents en analogique nous permet de valider une nouvelle technique de rebouclage en remplaçant l'échantillonnage haute fréquence par un intégrateur. Le deuxième cas traite des fonctions d'activation non-linéaires propres aux réseaux de neurones. Nous réaliserons dans ce contexte, l'implantation analogique d'un réseau de neurones à trois couches qui génère la surface de commande d'un contrôleur en logique floue pour hacheur série.

Le Smart Grid a révolutionné la politique énergétique et a permis de redistribuer les rôles des différentes entités dans le marché de l'électricité. Le client résidentiel est au cceur de cette révolution. Il est désormais capable de gérer sa consommation à travers le contrôle et la commande des appareils électriques domestiques à distance, de produire de l'électricité, de la stocker et de la vendre. Le CPL bas débit est adopté par plusieurs acteurs de distribution d'électricité à l'échelle mondiale. Ce travail a comme objectif d'évaluer la possibilité de l'utilisation des protocoles CPL bas débit dans des applications de gestion de consommation électrique et de contrôle et de commande des appareils électriques domestiques à distance. Pour ce faire, nous avons réalisé une campagne de mesure de réponse du canal CPL dans 12 maisons pour caractériser et modéliser les fonctions de transfert dans la bande de fréquence [9kHz-500kHz]. A l'issue de cette campagne de mesure, nous avons distingué 5 classes de canaux selon leurs capacités de transmission et nous avons modélisé les fonctions de transfert à l'aide des filtres numériques FIR. En plus des réponses du canal, nous nous sommes intéressés aux perturbations électromagnétiques dans la bande [9kHz-500kHz]. Nous avons réalisé 376 enregistrements de bruits CPL dans différentes maisons. Les mesures de bruits ont été par la suite caractérisées et classifiées en bruits stationnaires, bruits périodiques et bruits apériodiques. Pour chaque type de bruit, nous avons proposé des exemples de régénération
The Smart Grid is an important part of the third technological revolution. The final client is now able to improve his energy consumption efficiency via the control of the domestic appliances. The narrowband power lines protocols are adopted by many international utilities and DSO to ensure the control of the distribution power grid. In this thesis, we propose to use theses protocols for domestic electrical grid management. To assess the performances of the narrowband PLC systems in domestic environment, we have realized two measurements campaigns in many houses. The first campaign is dedicated to the domestic PLC channel response in the band of [9kHz-500kHz]. The measurements are classified into 5 classes according to their transmission capacities. To model the channel measurements, a modeling approach based on FIR filters is adopted. The second measurements campaign aims to characterize and to reproduce the PLC domestic noise in the band of [9kHz-500kHz]. The measurements are classified into stationary noise, periodic noise and aperiodic noise. Some examples of noise generation are proposed for every form of noise

Dans ce travail, l'auteur presente l'etude, la conception et la realisation d'emulateurs temps reel de systemes convertisseurs statiques/machines electriques/capteurs, destines au test de nouveaux dispositifs de commande numerique. La premiere partie de ce memoire est consacree a la presentation des principes et des contraintes de realisation d'une nouvelle etape de validation des systemes d'entrainement electrique. Cette etape nommee emulation consiste a valider les unites de commande numerique sur un emulateur qui represente un dispositif image du processus physique a commander. L'objectif est d'avoir, apres emulation, un dispositif de commande pret pour une utilisation directe, sans aucune modification, sur le montage experimental. Dans la deuxieme partie du memoire, l'auteur presente la demarche de conception et de realisation d'emulateurs temps differe. Ces emulateurs sont obtenus par l'association d'un calculateur compatible ibm-pc et d'une carte d'interface necessaire pour le traitement des signaux et la synchronisation. Le developpement d'un logiciel de generation de code et d'une interface a base de circuits logiques programmables fpga permet d'avoir un emulateur entierement configurable par l'utilisateur. L'etude et la conception d'emulateurs temps reel sont exposees dans la troisieme partie. L'auteur etudie quatre axes de recherche, qui different par les solutions techniques et technologiques utilisees. Il developpe les solutions hybrides, multiprocesseurs et vlsi, ainsi que les techniques de modelisation neuromimetiques. Chacun de ces axes, bien que partiellement valide experimentalement, constitue une voie de recherche nouvelle et prometteuse

Depuis sa création, la projection thermique ne cesse d'étendre son champ d'application en raison de ses potentialités à projeter des matériaux bien différents (métallique, céramique, plastique,...) sous des formes bien différentes aussi (poudre, fil, suspension, solution,...). Plusieurs types de procédés ont été développés afin de satisfaire les applications industrielles, par exemple, le procédé HVOF (High Velocity Oxygen Fuel), le procédé APS (Atmospheric Plasma Spraying), le procédé VLPPS (Very Low Pressure Plasma Spray). Parmi ces procédés, le procédé APS est aujourd'hui bien implanté dans l'industrie et en laboratoire réussissant à élaborer des revêtements de bonne qualité à coût intéressant. Néanmoins, cette technologie pâtit des incidences des instabilités du procédé sur la qualité du produit obtenu et souffre d'un manque de compréhension des relations entre les paramètres opératoires et les caractéristiques des particules en vol.Pour rappel, pendant la projection APS, les phénomènes d'instabilité du pied d'arc, d'érosion des électrodes, d'instabilité des paramètres opératoires ne peuvent pas être complètement éliminés. Et, il est encore aujourd'hui difficile de mesurer et de bien contrôler ces paramètres.Compte tenu des progrès réalisés sur les moyens de diagnostic qui peuvent être utilisés en milieu hostile (comme dans le cas de la projection APS), un contrôle efficace de ce procédé en boucle fermée peut être maintenant envisagé et requiert le développement d'un système expert qui se compose des réseaux de neurones artificiels et de logique floue. Les réseaux de neurones artificiels sont développés dans plusieurs domaines d'application et aussi maintenant au cas de la projection thermique. La logique floue quant à elle est une extension de la logique booléenne basée sur la théorie mathématique des ensembles flous. Nous nous sommes intéressés dans ce travail à bâtir le modèle de contrôle en ligne du procédé de projection basé sur des éléments d'Intelligence Artificielle et à construire un émulateur qui reproduise aussi fidèlement que possible le comportement dynamique du procédé.

L'une des préoccupations actuelles à l'échelle mondiale et l'un des principaux problèmes du développement des zones arides, semi-arides et les régions isolées où l'accès à l’énergie classique est difficile voire pratiquement impossible, c'est l'approvisionnement en eau, soit pour la consommation domestique (de personnes), soit pour l'agriculteur (élevage et irrigation). Compte tenu de l'importance du potentiel éolien et la demande accrue de l'utilisation des systèmes à énergie renouvelable pour le pompage d'eau, les avantages des pompes éoliennes sont énormes : fiabilité, rentabilité à long terme, fonctionnement simple etc...Mais l'inconvénient majeur des systèmes utilisant des énergies propres est qu'ils nécessitent un certain investissement financier dont la durée d'amortissement peut parfois s'avérer longue. Ce projet vise à optimiser le rendement des différents convertisseurs d'énergie et permettra donc de diminuer cette durée. D'un point de vue économique, ceci est donc rentable pour le consommateur. Dans les systèmes de conversion d'énergie éolienne, un contrôle en boucle fermée est nécessaire pour maximiser la puissance d'énergie éolienne capturée. L'inconvénient majeur d'un tel système est le comportement extrêmement non linéaire de l'éolienne / génératrice. Les stratégies de commandes conventionnelles ont montrées une faible résistance aux perturbations externes, de faible performance de convergence et une mauvaise stabilité face à des conditions environnementales changeantes. Les informations précises sur la vitesse du vent et la vitesse de rotation de la génératrice sont essentiellement nécessaires pour faire fonctionner le système à des points de puissance maximale. Dans la plupart des cas, un certain nombre d'anémomètres entourant l'éolienne à une certaine distance sont nécessaires pour fournir des informations adéquates sur la vitesse du vent. Ces capteurs mécaniques augmentent considérablement les coûts d'équipement et de maintenance et réduisent la fiabilité globale du système. Dans cette thèse on s'intéresse à l'étude des systèmes de pompage d'eau à l'aide des éoliennes à vitesse variable. L'objectif vise à développer et à fabriquer un système de pompage d'eau intelligent, d'assurer une utilisation meilleure du système global notamment l'optimisation de la puissance produite par l'éolienne à vitesse variable et l'amélioration du débit pompé. Cette thématique de recherche s'articule autour des axes suivants : la modélisation et le dimensionnement des éléments du système éolien et de la pompe, l'étude des convertisseurs adéquats à l'éolienne à vitesse variable et au moteur-pompe, l'étude des commandes MPPT pour réguler et pour maximiser la puissance générée par l'éolienne, la proposition des commandes robustes pour améliorer le fonctionnement du système éolien et du groupe moteur pompe. Ce projet vise également : l'élimination des capteurs mécaniques (vitesse du vent, position et vitesse de rotation) dans une commande de maximisation de la puissance (Maximum Power Point Tracking). L'idée consiste à utiliser des observateurs d'états capables d'estimer les grandeurs mécaniques en utilisant des capteurs moins coûteux
One of the current concerns on a global scale and one of the main problems in the development of arid, semi-arid and isolated regions where access to conventional energy is difficult if not practically impossible, is 'water supply, either for domestic consumption (by people), or for the farmer (breeding and irrigation). Considering the importance of wind potential and the increased demand for the use of renewable energy systems for pumping water, the advantages of wind pumps are enormous: reliability, long term profitability, simple operation etc ... But the major drawback of systems using clean energy is that they require a certain financial investment, the payback period of which can sometimes prove to be long. This project aims to optimize the efficiency of the various energy converters and will therefore reduce this duration. From an economic point of view, this is therefore profitable for the consumer. In wind power conversion systems, closed loop control is required to maximize the captured wind energy power. The major drawback of such a system is the extremely non-linear behavior of the wind turbine / generator. Conventional control strategies have shown poor resistance to external disturbances, poor convergence performance, and poor stability in the face of changing environmental conditions. Accurate wind speed and generator rotational speed information is essentially needed to operate the system at maximum power points. In most cases, a number of anemometers surrounding the wind turbine at a distance are needed to provide adequate information on wind speed. These mechanical sensors increase considerably equipment and maintenance costs and reduce the overall reliability of the system. In this thesis, we are interested in the study of water pumping systems using variable speed wind turbines. The objective is to develop and manufacture an intelligent water pumping system, ensuring better use of the overall system, in particular the optimization of the power produced by the variable speed wind turbine and the improvement of the pumped water flow. This research theme revolves around the following axes: modeling and sizing of the elements of the wind power system and the pump, the study of suitable converters for the variable speed wind turbine and the pump motor, the study of MPPT controls to regulate and maximize the power generated by the wind turbine, the proposal of robust controls to improve the operation of the wind power system and the pump motor unit. This project also aims: the elimination of mechanical sensors (wind speed, position and speed of rotation) in a power maximization control (Maximum Power Point Tracking). The idea consist to use state observers capable of estimating mechanical quantities using less expensive sensors

Des recherches récentes démontrent que les normes nord-américaines de construction et de dimensionnement des ponts sous-estiment les efforts engendrés lors de collisions de camions ou de barges avec un pont. La majorité des recherches sont menées par modélisations, puisque l’étude d’une collision pleine échelle est très coûteuse. Afin de mener des recherches au sujet des charges d’impact pour l’étude des mécanismes d’endommagement ainsi que des méthodes de réhabilitation, il serait intéressant qu’une méthode d’essai en laboratoire soit développée. Une façon innovatrice de reproduire ces charges serait de procéder par des tests hybrides en temps réel avec un vérin hydraulique dynamique pour l’application des charges. Or, les charges d’impact sont caractérisées en force et le contrôle en force des vérins hydrauliques dynamiques en boucle fermée cause problème. La problématique est due à une faible stabilité de contrôle en boucle fermée ainsi qu’une faible précision des charges appliquées. Ces problèmes peuvent être évités par l’ajout d’un mécanisme flexible entre le vérin et la structure à tester. La déflexion du mécanisme est utilisé comme rétroaction pour contrôler le vérin. En connaissant la rigidité du mécanisme et en contrôlant sa déflexion, un contrôle indirect en force peut être accompli selon la loi de Hooke. Le projet présenté dans ce mémoire consiste à développer et à optimiser un tel mécanisme d’une capacité de [plus ou moins] 50 kN. Son effet sur la stabilité et la performance de la boucle de contrôle est étudié par modélisation et par essais en laboratoire, sa conception et ses principes de fonctionnement sont décrits, son comportement sous sollicitation statique et dynamique est analysé et discuté. Les résultats obtenus montrent l’excellent comportement du prototype sous chargement statique et dynamique ainsi que l’amélioration des performances de contrôle en force avec un vérin hydraulique.

Ces travaux portent sur l'étude et le développement d'un système de caractérisation de radioaltimètres. La propagation Air-Sol-Air, contexte particulier du canal de propagation aéronautique adaptée aux radioaltimètres, est étudiée et modélisée. Une approche hybride basée sur le lancer de rayon et les fonctions de distribution de la réflectance bidirectionnelle est proposée pour le développement d'un simulateur de canal de propagation dédié aux radioaltimètres. Les modèles issus de cet outil sont validés par confrontation à des essais en vol et une méthode de conditionnement des résultats est proposée pour les rendre utilisables dans un accumulateur de canaux de propagation temps réel. L'architecture matérielle et logicielle de celui-ci est détaillée dans ce manuscrit et son fonctionnement est validé par la mesure
This thesis presents the study and the development of a radar-altimeter characterization tool. The Air-Ground-Air propagation channel is a specific context of the aeronautical channel applied to the radar-altimeters. A new hybrid method designed to the development of a channel simulator is described. This one is based upon ray tracing and bidirectionnal reflectance distribution functions and permits to obtain channel models validated by comparison with on flight measurements. A pre-conditioning method is also explained to make the channel models ready to be used in a real time channel emulator. The hardware and software architecture of this channel emulator is detailed in this book and its behavior is validated with laboratory measurements