Добірка наукової літератури з теми "Évaluation des logiciels – Consommation d'énergie"

Parmi les différents diagnostics mis en oeuvre dans le bâtiment, le diagnostic de performance énergétique (DPE) renseigne sur la performance énergétique en évaluant sa consommation d'énergie et son impact en termes d'émission de gaz à effet de serre. Le contenu et les modalités d'établissement du DPE sont réglementés en France depuis plus de 10 ans. Les DPE ont ainsi produit des données, des rapports, des guides, des logiciels... utilisés pour élaborer les stratégies de réhabilitation énergétique du parc immobilier. Mais aujourd’hui les retours d’expériences interrogent la qualité de ces DPE. En effet, alors que ces diagnostics influencent le marché de l’immobilier, différentes enquêtes ont montré qu’ils manquaient de fiabilité... Dans ces conditions, il semble difficile d’assurer la qualité des prises de décision pour une transition énergétique efficace dans le secteur du bâtiment. Il apparaît que l’évaluation de la performance énergétique des bâtiments relève d’une problématique complexe qui fait appel à un ensemble de connaissances dans des domaines variés. Définir la performance énergétique d’un bâtiment renvoie à toutes les difficultés de compréhension posées par l'appréhension d'une réalité complexe. Cet article présente comment la vision systémique permet d’appréhender la problématique complexe de l’évaluation de la performance énergétique des bâtiments. Avec plusieurs exemples, il montre comment la modélisation des systèmes, l’identification des facteurs complexes et leurs influences vont permettre de caractériser les différentes sources d'erreurs. Enfin, l’article propose des actions visant à réduire ces sources d’erreurs et à améliorer l’intégration des exigences du développement durable dans le secteur du bâtiment.

Résumé La nappe alluvionnaire de Metline-Ras Jebel-Raf Raf (gouvernorat de Bizerte, côte Nord Est de la Tunisie), qui occupe une superficie de 35 km2, représente une ressource économique jugée prioritaire du fait qu’elle est utilisée dans les domaines d’irrigation et de consommation domestique. L’aire de la nappe est occupée essentiellement par des zones agricoles caractérisées par une utilisation de plus en plus importante des engrais chimiques qui représentent, en plus des rejets des zones industrielles, un risque permanent pour la qualité des eaux souterraines. L’étude de la vulnérabilité à la pollution par les polluants inorganiques de cette nappe a été effectuée en appliquant les méthodes DRASTIC standard (Aller et al., 1987; Engel et al., 1996), SINTACS (Civita, 1994) et SI (Ribeiro, 2000), avec l’aide des logiciels des systèmes d’information géographique, ARC/Info et Idrisi. Une comparaison statistique des cartes de vulnérabilité obtenues a été effectuée. Cette comparaison a montré une certaine ressemblance entre les résultats obtenus en utilisant les méthodes SINTACS et SI. En revanche, la carte DRASTIC standard s’avère différente par rapport aux autres.

L’agriculture, et plus particulièrement les productions animales, sont depuis quelques années au cœur des préoccupations mondiales, si l’on en juge par les nombreux rapports que les institutions internationales, ainsi que l’INRA et le CIRAD, leur ont récemment consacré (Millenium Ecosystem Assessment 2005, IPCC 2006, Steinfeld et al 2006, World Bank 2008, FAO 2009, Steinfeld et al 2010, Dorin et al 2011). Deux points forts ressortent de ces exercices de prospective : 1/ Le poids économique et social de l'élevage dans l'agriculture mondiale est considérable :- La planète compte, toutes catégories confondues, 19 milliards d’animaux d'élevage dont 70% sont détenus par des éleveurs hors pays industrialisés ; - On comptait en 2000 : 1 porcin pour 7 habitants, 1 bovin pour 4 habitants, 1 petit ruminant pour 3 habitants, et plus de 2 volailles par habitant ; - Environ 250 millions d'animaux de trait apportent la force de travail pour près de la moitié des cultures vivrières dans les agricultures familiales des pays en développement ;- L’élevage mobilise environ 4 milliards d’ha de surfaces en herbe (soit près de 30% des terres émergées non gelées), fournit le tiers des protéines pour l’alimentation humaine et représente 40% de la valeur de la production agricole brute mondiale ;- On prévoit d’ici à 2050 le doublement des productions animales, essentiellement par une forte expansion des activités d’élevage dans les pays du Sud ;- Quant à l’approvisionnement futur en produits aquatiques, il repose sur l’essor de l’aquaculture (50% déjà du marché mondial), qui est le secteur de l’élevage lato sensu ayant la plus forte croissance surtout dans la zone AsiePacifique ;- L’élevage contribue aux moyens de vie d’un milliard de pauvres dans les pays du Sud et emploie au total 1,3 milliard de personnes dans le monde. 2/ Les productions animales doivent faire face, plus que les productions végétales, à de nombreuses interrogationset remises en cause qui interpellent la recherche et le développement. On peut les résumer de la façon suivante :comment répondre à l’augmentation considérable de la demande en produits animaux, notamment dans les pays du Sud, dans un contexte de compétition forte sur les ressources pour l’alimentation humaine et de la nécessite d’une prise en compte des impacts environnementaux de l’élevage, qu’ils soient positifs (services environnementaux rendus par les systèmes de productions animales) ou négatifs (contribution au changement climatique liées aux émissions de GES, dégradation de la biodiversité, consommation importante d’eau et d'énergie, détérioration de la qualité des eaux par les effluents d’élevage). Ces interrogations ne se déclinent pas de la même façon dans les pays du Nord et du Sud, parce que la place de l’élevage dans la société et les enjeux de son développement y sont différents. Les productions animales au Sud se trouvent ainsi dans une situation paradoxale : elles doivent faire face à une évolution importante de la demande à moyen terme, dans un contexte nouveau, marqué notamment par les tensions sur les disponibilités et les coûts des intrants et par la prise en compte impérative tant des contributions que des effets liés au changement climatique. C’est dans ce contexte particulier, et en prolongement de la réflexion menée par l’INRA et le CIRAD dans le cadre du chantier PARC rappelé dans la préface, que la Rédaction de la revue INRA Productions animales a décidé de consacrer un numéro complet au thème de l’Elevage en régions chaudes (Coulon et al 2011). Les contributions rassemblées dans ce numéro spécial ont pour ambition de faire une synthèse approfondie de l’état connaissances et des expériences acquises en termes d’élevage en régions chaudes. Les productions animales sont analysées à différents niveaux d’organisation, tenant compte de leur spécificité et des interrelations entre les diverses échelles, permettant une visualisation à la fois circonstanciée et large de la situation de l’élevage dans le monde. Les auteurs fournissent ainsi un panel de résultats, d’illustrations, de solutions et d’alternatives innovantes, ainsi que de nouvelles pistes et priorités de recherche. Celles-ci peuvent réellement contribuer à mieux appréhender la multifonctionnalité de l’élevage, la durabilité de son développement et ses évolutions à venir. Après une présentation des éléments d’évolution des productions animales au niveau mondial (Gerber et al), le deuxième article synthétise les nombreuses connaissances acquises concernant les ressources alimentaires tropicales (diversité, disponibilité et valeur nutritive), utilisables en hors-sol ou au pâturage (Archimède et al). Pour les animaux, ruminants et monogastriques, les caractères majeurs d’adaptation aux effets directs du climat, à la sous-nutrition ou aux maladies parasitaires sont développés, et des options d’optimisation de la productivité et de la résilience sont proposées (Mandonnet et al). Dans le domaine de la santé, les maladies infectieuses animales constituent des contraintes économiques fortes ainsi que des risques pour la santé humaine ; des stratégies pour faire face à cette situation sont formulées, concernant à la fois la conduite des systèmes d’élevage et l’organisation de réseaux de surveillance à l’échelle régionale (Lancelot et al). L’article suivant insiste sur la nécessaire prise en compte de la qualité des produits par les producteurs et les transformateurs et l’importance des règles de caractérisation et de gestion de cette qualité, dans un contexte spécifique aux pays du Sud en termes de conditions climatiques, économiques et sociologiques (Faye et al). Les interactions entre l’environnement et les systèmes d’élevage diversifiés sont décrites et illustrées tant en termes d’impacts que de services agro-écologiques, et diverses pistes sont suggérées pour une gestion plus durable de ces systèmes en régions chaudes (Blanfort et al). En sus de la composante environnementale, et au vu de la diversité des systèmes d’élevage et de leur multifonctionnalité, une démarche essentielle de conception-évaluation de systèmes durables est explicitée, illustrée d’exemples géographiques contrastés (Dedieu et al). A une échelle plus large, les auteurs examinent les interactions entre les territoires ou espaces de production et les filières et proposent un modèle d’analyse appliqué à quatre territoires représentatifs du Sud (Poccard et al). Enfin l’élevage, marqueur socioculturel de nombreuses sociétés du Sud, est analysé comme contributeur culturel et capital social, pour son rôle économique majeur à l’échelle des familles, mais également en faveur de la sécurité alimentaire et le développement local (Alary et al). Souhaitons que ces articles de synthèse et les pistes de recherche évoquées dans ce numéro thématique incitent les chercheurs de l’INRA et du CIRAD à renforcer leur collaboration et à proposer de nouvelles approches de la conception et de l’évaluation des systèmes d’élevage en régions chaudes.

Le domaine du génie logiciel évolue rapidement, exposant les développeurs à collection d'outils, langages, framework et paradigmes en constante croissance.De plus, chacun de ces composant peut avoir sa propre configuration interne.Ainsi, concevoir un nouveau logiciel consiste à sélectionner des composants de cette collection, un processus similaire à la création d'une configuration.Le critère pour configurer de tels systèmes est trop souvent la facilité de développement, ce qui cause des obésiciels sur-dimensionnés et consommateur en énergie.Ce paradigme n'est pas aligné avec les considérations frugales et environnementales.Cette dissertation s'intéresse donc à la possibilité d'utiliser la configuration des logiciels pour optimiser leur performance.Une attention spécifique est portée à la consommation énergétique et la taille de ces logiciels.Un prérequis pour optimiser un système est de comprendre sa performance actuelle.Pour mieux comprendre ce sujet, le logiciel configurable JHipster a été analysé de façon empirique.L'analyse exhaustive de la performance de ses configuration, au travers de différents indicateurs, a montré à quel point la configuration impactent ses performances.Cette compréhension de la performance a permit de créer de configuration de JHipster à haute performance.Ces configuration à haute performance a été créees manuellement, ce qui n'est possible qu'avec un petit espace des configurations.Un algorithme a donc été créé pour automatiser ce processus, et ainsi l'adapter aux plus grands espaces de configuration.Cependant, optimiser une configuration en sélectionnant des options à haute performance n'est pas suffisant, car les options interagissent entre elles:par exemple, dans certaines situation, deux options à haute performance peuvent sous-performer quand elles sont assemblées.L'algorithme d'optimisation a donc été adapté pour tirer profit de ces comportements.L'application de cet algorithme a un large ensemble de configurations a montré que la plupart d'entre elles atteignent une performance presque optimale, avec seulement un nombre limité de modification.Cependant, les contraintes de performance ne se limitent pas à un seul indicateur.La consommation énergétique d'un logiciel n'est pas toujours l'indicateur le plus impactant à optimiser.L'algorithme d'optimisation a donc dû être généralisé pour supporter l'optimisation de plusieurs indicateurs simultanément.Cet algorithme généralisé a été validé sur un couple d'indicateurs de performance: le temps d'exécution et la taille d'un logiciel.Cette validation a montré que la moitié des configurations peut atteindre leur optimum local respectif en modifiant une seule option.De plus, en appliquant cet algorithme à l'exhaustivité d'un espace de configuration, il a été possible de suivre comment il navigue l'espace de configuration à la recherche de configurations optimales, ce qui a mit en lumière certaines limites de l'algorithme, qui peut donc être encore amélioré dans de futures travaux.Dans son état actuel, l'algorithme a été publié sous la forme d'un outil open-source sous le nom d'ICO
The field of software engineering evolves rapidly, exposing practitioners to an ever-increasing collection of tools, languages, frameworks, and paradigms.Each of these components can have its own, internal configuration.Thus, designing a new software system consist in selecting components from this collection, which is akin to creating a configuration.The criterion to configure such systems is too often the ease of development, which leads to oversized, power-hungry bloatware.This paradigm is not aligned with frugal or environmental concerns.Thus, this dissertation looks into the ability to leverage the configuration of a system to optimize its performance.A specific focus is made on energy consumption and the size of software systems.A prerequisite to optimizing a system is to understand its current performance.To gain insight into this subject, the configuration software JHipster was empirically analyzed.Exhaustively assessing the performances of configurations of JHipster, wrt several indicators, showed that different configurations have indeed different performances.Thus, relying on performance insight, it is possible to create high-performance configurations of JHipster.Furthermore, some performance indicators proved correlated across configurations.Therefore, the optimization goal can be simplified by ignoring redundant performance indicators.The process of creating optimized configurations of JHipster was performed manually, which is only possible in smaller configuration spaces.To tackle larger configuration spaces, an algorithm was created, defining how to assess the performance of each option, and then how to improve a given configuration using such performance data.However, optimizing a configuration by selecting high-performance options brought out limitations, as options can interact with each other:in some situations, pairing high-performance options may result in subpar performances.Similarly, low-performance options can prove unexpectedly efficient when paired together.Thus, the optimization algorithm has been designed to leverage such specific behaviors.Applying this algorithm to a large set of configurations showed that most of them can reach near-optimal performances, with only a limited set of modifications.However, performance constraints are not limited to a single performance indicator.Depending on the context, the energy consumption of a system may not be the single most impactful indicator to optimize.Thus, the optimization algorithm must be generalized to support several performance indicators.This generalized algorithm has been validated on a pair of performance indicators: the execution time and the size of the software.The main highlight of this validation is that half of all configurations can reach a local optimum by changing a single setting.Furthermore, by exhaustively applying the algorithm to the configuration space of a system, it was possible to follow how it navigates the configuration space to find optimal configurations.Analyzing this navigation highlighted current limitations in the algorithm, which can thus be further improved as future work.In its current state, the algorithm was published as an open-source tool under the name ICO

Depuis des années, la consommation énergétique du centre de donnée a pris une importance croissante suivant une explosion de demande dans cloud computing. Cette thèse aborde le défi scientifique de la modélisation énergétique d’un centre de données, en fonction des paramètres les plus importants. Disposant d’une telle modélisation, un opérateur pourrait mieux repenser / concevoir ses actuels / futurs centre de données. Pour bien identifier les impacts énergétiques des matériels et logiciels utilisés dans les systèmes informatiques. Dans la première partie de la thèse, nous avons réaliser un grand nombre évaluations expérimentales pour identifier et caractériser les incertitudes de la consommation d’énergie induite par les éléments externes : effets thermiques, différencesentre des processeurs identiques causées par un processus de fabrication imparfait, problèmes de précision issus d’outil de mesure de la puissance, etc. Nous avons terminé cette étude scientifique par le développement d’une modélisation global pour un cluster physique donné, ce cluster est composé par 48 serveurs identiques et équipé d’un système de refroidissement à expansion à direct, largement utilisé aujourd’hui pour les datacenters modernes. La modélisation permet d’estimer la consommation énergétique globale en fonction des configurations opérationnelles et des données relatives à l’activité informatique, telles que la température ambiante, les configurations du système de refroidissement et la charge des serveurs
For years, the energy consumption of the data center has dramatically increased followed by the explosion of demand in cloud computing. This thesis addresses the scientific challenge of energy modeling of a data center, based on the most important variables. With such modeling, an data center operator will be able to better reallocate / design the current / future data centers. In order to identify the energy impacts of hardware and software used in computer systems. In the first part of the thesis, to identify and characterize the uncertainties of energy consumption introduced by external elements: thermal effects, difference between identical processors caused by imperfect manufacturing process, precision problems resulting from power measurement tool, etc. We have completed this scientific study by developing a global power modeling for a given physical cluster, this cluster is composed by 48 identical servers and equipped with a direct expansion cooling system, conventionally used today for modern data centers. The modeling makes it possible to estimate the overall energy consumption of the cluster based on operational configurations and data relating to IT activity, such as ambient temperature, cooling system configurations and server load

Pour faire face aux réglementations européennes récentes, l'industrie alimentaire a un besoin crucial d'outils informatiques pour simuler l'ensemble de leur usine en vue de réconcilier les données industrielles et d'optimiser la consommation énergétique. De tels logiciels existent dans le domaine du génie chimique. Ils sont toutefois limités à des mélanges de gaz et de liquides dont les propriétés thermophysiques peuvent être correctement prédites par des modèles thermodynamiques. A ce jour, aucun logiciel commercial n'est capable à la fois de simuler un ensemble d'opérations unitaires alimentaires et de calculer les propriétés thermophysiques nécessaires des aliments, en particulier solides. Une première partie de ce doctorat est dédiée au développement d'un modèle de séchage par air chaud d'aliments solides. Ce modèle est en cours d'ajout dans la base de données d'opérations unitaires de ProSimPlus®. Il a été validé à échelle laboratoire dans le cadre du séchage de 4 produits de compositions et de géométries différentes. Son temps de simulation étant nettement supérieur à celui des autres modules de ProSimPlus®, une nouvelle méthode de réduction de modèle de séchage a également été développée. Pour faciliter le travail de caractérisation d'un nouveau produit, une méthode rapide et innovante d'identification de la diffusivité apparente de l'eau par méthode inverse a été développée. Une deuxième partie de ce doctorat porte sur la simulation et l'optimisation énergétique d'une sucrerie de betteraves, réalisée en collaboration avec V.E.R.I. Chacun des ateliers du site a été modélisé ProSimPlus® en utilisant uniquement des modules d'opérations unitaires non spécifiques de l'agroalimentaire. La modélisation a rendu possible la réconciliation des données industrielles et leur représentation avec une incertitude de 1 %. L'optimisation énergétique de la sucrerie a été réalisée en combinant analyses thermique et exergétique. Au cours de cette étude, des solutions techniques ont été proposées, permettant de diminuer significativement l'irréversibilité totale du site, le besoin en utilité froide et le débit de vapeur haute pression alimentant la sucrerie
To face recent European regulations, the food industry has a critical need for IT tools to simulate their entire factory to reconcile industrial data and optimize energy consumption. Such software exist in the field of chemical engineering. They are limited to mixtures of gases and liquids whose thermo-physical properties can be correctly predicted by thermodynamic models. To date, no commercial software is able to simulate most food unit operations and calculate the required thermophysical properties of foods, especially solid foods. A first part of this Ph.D. is dedicated to the development of a model of hot air drying of solid food. This model is being added to the ProSimPlus® unit operation module database. It has been validated in the laboratory scale for the drying of 4 products of different compositions and geometries. Its simulation time is significantly higher than the one of the other modules of ProSimPlus®. To overcome this issue, an innovative method of drying model reduction has been developed. To facilitate the characterization work of a new product, a new and rapid method for identifying the apparent diffusivity of water by a reverse approach was also developed. A second part of this PhD focuses on the simulation and energy optimization of a sugar beet factory, in collaboration with V.E.R.I. All the unit operations of the factory were modeled with ProSimPlus® using only modules of -food non-specific- unit operations. Data reconciliation has been performed and deviation between simulated and industrial data were below 1 %. Energy optimization of the sugar factory was performed by combining thermal and exergy analyses. In this study, technical solutions were proposed to significantly reduce the total irreversibility, the cold utility requirement and the mass flow-rate of high pressure steam supplying the factory

Cette thèse s'emploie principalement à réduire la consommation d'énergie des architectures VLIW tout en essayant de préserver le maximum de performance possible. Contrairement à certaines approches logicielles tendant à favoriser l'optimisation de code pour obtenir des gains en énergie, nous présentons des arguments en faveur d'une approche synergique intégrant matériel et logicielà la fois. L'idée principale défendue tout au long de cette thèse repose sur le fait que seule une compréhension avançée du comportement dynamique d'un programme au niveau du compilateur est susceptible de produire un meilleur contrôle de la gestion de la consommation d'énergie. Pour cela, nous introduisons une technique d'analyse statique du comportement dynamique d'un programme afin de parvenir à identifier et à caractériser les chemins les plus fréquemment exécutés d'un programme. L'objectif visé étant la réduction de la consommation d'énergie, nous montrons par la suite que sur directive du compilateur, l'architecture de la machine peut être modifiée pour s'adapter à un état dynamique particulier du programme. Nous présentons les conditions d'une telle reconfiguration ainsi que les éventuelles modifications à apporter à l'architecture, à la fois pour le système des caches que pour le chemin de données d'un processeur VLIW.

La consommation des circuits intégrés n'a cessé d'augmenter cette dernière décennie. Avec l'augmentation du prix de l'énergie et la démocratisation des systèmes embarqués, des méthodes permettant de gérer le compromis consommation performance, comme la gestion dynamique de la fréquence et de la tension d'alimentation ou encore du potentiel de substrat, ont été élaborées. Ces méthodes, qui sont de plus en plus couramment mises en œuvre dans les systèmes intégrés, permettent de diminuer la consommation de ceux-ci, et mieux de gérer le compromis consommation performance. Certains de ces circuits, embarquant ces méthodes peuvent avoir à effectuer des opérations traitant des informations confidentielles. Il est donc nécessaire de s'interroger sur l'éventuel impact de ces sur la sécurité des systèmes intégrés. Dans ce contexte, les travaux de thèse reportés dans le présent document, ont eu pour objectif d'analyser la compatibilité de ces méthodes de gestion de la consommation avec la conception de circuits robustes aux attaques matérielles. Plus particulièrement, l'objectif a été de déterminer si ces techniques de conception faible consommation, constituent des obstacles réels ou bien facilitent les attaques matérielles par observation et perturbation exploitant le canal électromagnétique. Dans un premier temps, une étude sur l'efficacité des attaques par observation en présence de gestion aléatoire de la tension, de la fréquence et de la polarisation de substrat a été conduite. Dans un deuxième temps, l'impact de la gestion dynamique des tensions d'alimentation et de substrat sur la capacité à injecter des fautes par médium électromagnétique a été étudié. Ce document présente l'ensemble des résultats de ces analyses.Mots-clés : Attaques Matérielles, Attaques par Canaux Auxiliaires, Attaques par fautes, Canal électromagnétique, DVFS, Body-Biasing
The consumption of integrated circuits has been increasing over the last decade. With the increase of energy prices and the democratization of embedded systems, methods to manage the consumption performance compromise, such as the dynamic management of the frequency and the supply voltage or the substrate potential, were developed. These methods, which are becoming more commonly implemented in integrated systems, allow to reduce the consumption of those latter, and to better manage the tradeoff between consumption and performance.Some of these circuits, embedding these methods, may have to perform some operations with confidential information. It is therefore necessary to consider the possible impact of these methods on the safety of the integrated systems. In this context, the work reported in this thesis aimed to analyze the compatibility of these methods of power management with the design of robust circuits to physical attacks.Specifically, the objective was to determine whether these low-power techniques constitute real obstacles or facilitate the attacks by observation or perturbation exploiting the electromagnetic channel. Initially, a study on the effectiveness of attacks by observation in the presence of random management of voltage, frequency and substrate polarization was done. Secondly, the impact of the dynamic management of supply voltages and substrate polarization on the ability to inject faults by electromagnetic medium was studied. This document presents the overall results of these analyzes. Keyword : Hardware Attacks, Side Channel Attacks, Faults Attacks, Electromagnetic canal, DVFS, Body-biasing

L’objectif principal de cette thèse consiste à modéliser la consommation d’énergie d’une application particulière fonctionnant sur un appareil mobile. Nous proposons un modèle de suivi du comportement énergétique, nous décrivons également une méthodologie pour identifier les paramètres du modèle. À cette fin, nous avons analysé une collection de données expérimentales recueillies lors de mon tour de France en fauteuil roulant électrique. Nous avons appliqué des outils statistiques pour obtenir les paramètres du modèle. Nous validons enfin le modèle en comparant les résultats avec d’autres données expérimentales.La première étude de cas permet de comparer l’évolution du coût énergétique dans les environnements mobiles des différents composants des smartphones en se basant sur des plusieurs modèles énergétiques.— La deuxième étude de cas traite l’évaluation, les mesures du coût d’énergie consommée et les problèmes rencontrés dans les méthodes utilisées pour l’évaluation de la consommation d’énergie. Pour une meilleure évaluation, on a introduit le cas d’étude du comportement énergétique en utilisant les machines virtuelles.— La troisième étude de cas est basée sur le traitement des résultats des mesures obtenues lors de mon tour de France en fauteuil roulant électrique connecté. L’objectif consiste en une gestion anticipée des ressources, en réalisant des mesures réelles, ensuite, de faire le suivi du comportement énergétique dans un environnement réel et diversifié. Le modèle peut être utilisé pour définir une fréquence optimale en termes de consommation d’énergie pour des situations précises sans trop dégrader la qualité de service souhaitée par l’utilisateur
The main goal of this thesis is to model the power consumption of a particular application running on a mobile device. We propose a model of energy behavior monitoring, we also describe a methodology to identify the parameters of the model. To this end, we analyzed a collection of experimental data collected during my tour de France in an electric wheelchair. We applied statistical tools to obtain the parameters of the model. Finally, we validate the model by comparing the results with other experimental data.The first case study compares the evolution of the energy cost in the mobile environments of the different components of smartphones based on several energy models.- The second case study deals with the evaluation, the measurements of the energy cost consumed and the problems encountered in the methods used for the evaluation of energy consumption. For a better evaluation, the case study of energy behavior was introduced using the virtual machines.- The third case study is based on the treatment of the results of the measurements obtained during my tour of France in a connected electric wheelchair. The goal is to anticipate resource management, realizing measurements, and then tracking energy behavior in a real and diverse environment. The model can be used to define an optimal frequency in terms of energy consumption for specific situations without degrading the quality of service desired by the user

La désignation sous le terme d'Internet des Objets regroupe un ensemble vaste de systèmes connectés différents.Un nombre significatif de ces objets ne disposent pas d'une alimentation continue et sont alimentés grâce à des batteries. Par ailleurs, il existe de nombreux cas d'utilisation où le rechargement de cette dernière se trouve être difficile voire impossible (e.g. objet enfoui dans le béton pour la surveillance de structures). De ce fait, l'aspect énergétique représente une contrainte primordiale à prendre en compte par les développeurs lors de la conception de l'application embarquée sur l'objet. La problématique de nos travaux consiste à placer l'énergie comme ressource de premier ordre lors du développement en fournissant une aide et une assistance aux développeurs face à la complexité de gestion de cette ressource. Nous proposons comme solution une méthodologie et des outils pour soutenir les activités du développeur embarqué dans un environnement contraint en énergie. En outre, nous affirmons que la capacité de mesurer et de suivre finement la consommation énergétique des objets connectés, puis de la corréler au logiciel sous-jacent permet d'améliorer l'efficacité énergétique globale en mettant en œuvre des bonnes pratiques liées à l'utilisation des différents composants matériels.Pour arriver à cela, nous basons nos travaux sur une méthode de mesure énergétique matérielle capable de fournir des chiffres de consommation précis. Nous construisons ainsi un framework de profilage et de cartographie énergétique d'un logiciel embarqué permettant d'aider le développeur dans la compréhension du comportement énergétique de son application
The designation under the term Internet of Things brings together a vast array of different connected systems.A significant number of these objects do not have a continuous power supply and are therefore supplied with batteries. In addition, we can list multiple use cases where the recharging of the battery is difficult or impossible (e.g. a buried object for structures monitoring). As a result, the energetic aspect represents a primary constraint to be taken into account by the developers when designing the embedded application on the object. The work issue consists in placing energy as a hard resource during the development phase by providing assistance and help to the developers in the management of this complex resource. We propose as a solution a methodology and tools to support the activities of the embedded developer in a constrained energy environment. We assert that the ability to accurately measure and track the energy consumption of a connected object and then correlate it to the underlying software can improve overall energy efficiency by implementing best practices related to use of the different hardware components. To achieve this goal, we base our work on a hardware energy measurement method able of providing accurate consumption figures. We than build an energy profiling and cartography framework of embedded software to help the developer understand the energy behavior of his application

La simulation des systèmes embarqués multiprocesseurs (MPSoC), dés les premières phases de conception, joue un rôle primordial puisqu'elle permet de réduire le temps d'arrivée sur le marché du produit final. Néanmoins, comme ces MPSoC deviennent de plus en plus complexes et hétérogènes, les méthodes conventionnelles de simulation de bas niveau ne sont plus adéquates. La solution proposée à travers cette thèse est l'intégration dans un seul environnement de plusieurs niveaux de simulation. Ceci permet l'évaluation des performances à un niveau précoce dans le flot de conception. L'environnement est utile dans l'exploration de l'espace des solutions architecturales et permet de converger rapidement vers le couple Architecture/Application le plus adéquat. Dans la première partie de cette thèse, nous présentons un outil de simulation performant et qui offre, à travers les trois niveaux qui le composent, différents compromis entre la vitesse de simulation et la précision de l'estimation des performances. Ces trois niveaux se différencient par les détails de l'architecture nécessaires à chacun et se basent sur le standard SystemC-TLM. Dans la deuxième étape, nous nous sommes intéressés à la consommation d'énergie dans les MPSoc. Pour cela, nous avons enrichi notre environnement de simulation par des modèles de consommation d'énergie flexibles et précis. Enfin dans la troisième étape de notre thèse, une chaîne de compilation basée sur la méthodologie Ingénierie Dirigée par les Modèles (!DM) est développée et intégrée à l'environnement Gaspard. Cette chaîne permet la génération automatique du code SystemC à partir d'une modélisation de haut niveau d'un MPSoc
Multiprocessor system on chip (MPSoC) simulation in the first design steps has an important impact in reducing the time to market of the final product. However, MPSoC have become more and more complex and heterogeneous. Consequently, traditional approaches for system simulation at lower levels cannot adequately Support the complexity needed for the design of future MPSoc. Ln this thesis, we propose a framework composed of several simulation levels. This enables early performance evaluation in the design flow. The proposed framework is useful for design space exploration and permits to find rapidly the most adequate Architecture/Application configuration. Ln the first part ofthis thesis, we present an efficient simulation tool composed of three levels that offer several performance/energy tradeoffs. The three levels are differentiated by the accuracy of architectural descriptions based on the SystemC- TLM standard. Ln the second part, we are interested by the MPSoC energy consumption. For this, we enhanced Our simulation framework with flexible and accurate energy consumption models. FinaIly in the third part, a compilation chain based on a Model Driven Engineering (MDE) approach is developed and integrated in the Gaspard environment. This chain allows automatic SystemC code generation from high level MPSoC modeling

Le travail de thèse consiste à construire un modèle pour une prospective énergétique à long terme dans le but d'estimer l'effet des politiques énergétiques et environnementales sur les choix technologiques futures des secteurs industriels. L'accent a été mis sur les industries grandes consommatrices d'énergie (IGCE), pour 29 pays européen et pour un horizon de temps allant jusqu'à 2050. L'outil de modélisation appliqué dans cette étude est le modèle TIMES (famille du modèle MARKAL, il s'agit d'un générateur de modèle d'optimisation de type Bottom-up basé sur la programmation linéaire). L'étude est réalisée dans le cadre d'un partenariat entre EDF R&D et le Centre de Mathématiques appliquées (CMA) de l'Ecole des Mines de Paris. Dans notre analyse, nous avons identifié pour chaque secteur industriel, plusieurs technologies concurrentes. Elles sont choisies par le modèle sous la base de leur coût global actualisé en intégrant l'ensemble des contraintes (prix d'énergie, taxe sur le CO2, plafond sur les émissions…). La capacité à installer dépend étroitement de la demande finale qu'il faut satisfaire pour chaque période sur l'ensemble de l'horizon de temps considéré. Selon les contraintes imposées, les résultats obtenus permettent de : - tracer l'image de l'industrie (profil de production technologique), - calculer les consommations énergétiques et les potentiels d'économies d'énergies réalisables, - estimer les émissions de dioxyde de carbone résultantes. Ce travail indique qu'il existe encore un important potentiel d'économies d'énergie et de réductions des émissions de dioxyde de carbone dans l'ensemble des secteurs industriels
Among the energy users in France and Europe, some industrial sectors are very important and should have a key role when assessing the final energy demand patterns in the future. The aim of our work is to apply a prospective model for the long range analysis of energy/technology choices in the industrial sector, focussing on the energy-intensive sectors. The modelling tool applied in this study is the TIMES model (family of best known MARKAL model). It is an economic linear programming model generator for local, national or multi regional energy systems, which provides a technology-rich basis for estimating energy dynamics over a long term, multi period time. We illustrate our work with nine energy-intensive industrial sectors: paper, steel, glass, cement, lime, tiles, brick, ceramics and plaster. It includes a detailed description of the processes involved in the production of industrial products, providing typical energy uses in each process step. In our analysis, we identified for each industry, several commercially available state-of-the-art technologies, characterized and chosen by the Model on the basis of cost effectiveness. Furthermore, we calculated potential energy savings, carbon dioxide emissions' reduction and we estimated the energy impact of a technological rupture. This work indicates that there still exists a significant potential for energy savings and carbon dioxide emissions' reduction in all industries

Notre travail a porté sur la contribution à la conception d'un outil modulaire pour la simulation de véhicules électriques et hybrides sur des trajets d'usage réel. Notre apport a concerné plus précisément la motorisation asynchrone dont le modèle proposé ici tient compte des contraintes imposées à l'entrée et à la sortie du moteur électrique par le type d'usage du véhicule. En effet, une étude préliminaire concernant l'usage réel d'un véhicule utilitaire électrique de livraison nous a permis de mettre en évidence le domaine et le temps d'utilisation du moteur électrique. Celui ci est amené à fonctionner en surcharge pendant des périodes de courtes durées et à faibles puissances pendant un temps important. Le modèle du moteur asynchrone exposé dans ce travail présente de ce fait des paramètres variables pour tenir compte des phénomènes de saturation magnétique, d'effet de peau dans le rotor et de l'élévation de température. Nous présentons les méthodes pour l'identification de ces paramètres à partir d'essais à vide et en charge du moteur. Les mesures sont effectuées sur un banc d'essai muni d'un onduleur à IGBT et d'une commande vectorielle. Le module de calcul développé autour du modèle identifié permet de calculer les grandeurs électriques et énergétiques en offrant plusieurs possibilités de fonctionnement. Ce module est ensuite intégré dans le logiciel de simulation de véhicules électriques et hybrides VERT de l'INRETS. L'utilisation de ce logiciel nous a permis d'examiner deux solutions à motorisation asynchrone. La première a concerné un véhicule urbain léger dont l'étude des performances et de consommation d'énergie nous ont permis de comparer les différentes stratégies de commandes et de vérifier l'importance de l'usage réel du véhicule. La deuxième a consisté en une chaine de traction à deux moteurs asynchrones pour un véhicule utilitaire de livraison en vue d'une économie d'énergie.