Добірка наукової літератури з теми "Systèmes microélectromécaniques – Simulation par ordinateur"

L’anaplasmose, qui continue à être une énigme dans la région des Caraïbes, est responsable de pertes économiques élevées dans la production animale. L’épidémiologie de cette maladie est complexe et la voie efficace et rationnelle à suivre pour son contrôle demeure encore incertaine. On a donc pensé que l’élaboration d’un modèle épidémiologique utilisant des modèles de simulation sur ordinateur serait utile pour une meilleure compréhension de cette maladie. Un modèle de simulation sur ordinateur qui donne les tendances réalistes de la dynamique de la maladie a donc été développé. De plus, ce cadre fournit aux décideurs un outil d’évaluation de différentes alternatives de lutte, pour un planning rationnel et pour l’allocation de fonds. L’élaboration du modèle a été basé sur la mise en œuvre d’une base de connaissances épidémiologiques pour l’anaplasmose ; d’un modèle conceptuel pour les sous-populations de bovins et de tiques ; d’un modèle d’analyse de systèmes pour les sous-populations de bovins et de tiques ; d’un modèle mathématique ; d’un modèle de simulation informatique ; sur l’évaluation du modèle de simulation et l’utilisation de ce dernier pour l’évaluation des alternatives de lutte contre Anaplasma. La base de connaissances a été développée en utilisant la “Epidemiologic Problem Oriented Approach” (EPOA) pour la collecte et la compilation de l’information dans une base condensée de connaissances épidémiologiques sur l’anaplasmose. L’information sur l’anaplasmose a été extraite de manuels sélectionnés de médecine vétérinaire, de revues contemporaines, de documents divers, et de questionnaires remplis par des vétérinaires antillais. L’information épidémiologique a été présentée en diagrammes afin de conceptualiser l’épidémiologie détaillée de la maladie. En même temps, elle montre les parties fondamentales du système anaplasmose pour mieux décrire et analyser la maladie. Des diagrammes d’analyse de systèmes ont également été utilisés pour établir une corrélation entre le niveau pathologique et un niveau particulier qui était décrit et défini par des équations différentielles classiques. Toutes les équations étaient approchées en utilisant la méthode d’intégration de Euler. Ainsi, la dynamique de la maladie a été révélée. Ces diagrammes ont fourni le cadre sur lequel le modèle a été construit. L’évaluation du modèle a montré qu’il est stable. Des tendances biologiquement solides et raisonnables ont été affichées. Ce cadre a ensuite été utilisé pour évaluer les présentations diverses de la maladie et les alternatives différentes pour la lutte. Les manifestations de la maladie observées comprenaient la présentation de populations de bovins et de tiques avec et sans maladie, la dynamique de la maladie quant elle fut introduite par des bovins et des tiques infectés. Les alternatives de lutte testées sont : les effets de niveaux différents de lutte acaricide sur la population de tiques et l’évolution de la maladie ; l’influence de la génétique sur l’incidence de la maladie ; les effets de niveaux différents d’application d’antibiotiques sur la dynamique de la maladie, quant elle fut introduite par des bovins et des tiques infectieux. Le modèle de simulation informatique doit être testé et validé systématiquement pour être sensible aux conditions du terrain.

Le but de cet article est d'élaborer une solution aux problèmes soulevés par l'incapacité des organisations de prendre des bonnes décisions au moment où il le faut, et ce dans un environnement très complexe. Pour illustrer ce point, citons le cas de l'augmentation du taux de faillite de plus de 70% entre 1969 et 1970 parmi les entreprises dont le chiffre d'affaire dépasse le million. Suite à l'hypothèse qu'un tel problème résulte d'un développement inadéquat de l'individu ou de l'organisation, l'auteur examine les méthodes actuelles de développement surtout en ce qu'elles ont de commun, i.e. leur concentration sur l'individu. On reconnaît que l'individu est la pierre angulaire de toute organisation. Cependant son rendement à l'intérieur de l'équipe que forme l'organisation est plus importante que son rendement individuel. Comme solution à ce problème, une méthode de formation en équipe analogue à celle utilisée par l'armée, la marine et l'aviation américaine est étudiée. Cette méthode peut former des individus compétents à l'esprit créateur à l'intérieur d'une organisation efficace et responsable qui ne faussera pas la croissance individuelle par sa bureaucratie. En pratique, on peut mettre ce principe en application en utilisant, par exemple, une méthode de jeux et de simulation par ordinateur. De nombreuses méthodes d'application et les systèmes diversifiés d'ordinateurs rendent facilement possible l'accès de ce principe à toutes les organisations.

Les processus hydrologiques variant dans l'espace et dans le temps en fonction de la variabilité spatio-temporelle des entrées météorologiques et de l'occupation du sol ainsi que de la variabilité spatiale de la topographie et de la nature du terrain, un modèle conçu pour bénéficier des données provenant de la télédétection et des SIG a été développé. Les principaux objectifs poursuivis étaient: l'application au plus grand nombre de bassins possible, une sélection d'algorithmes permettant de tenir compte des données disponibles, un minimum d'étalonnage, la facilité de transfert d'un bassin à l'autre, la programmation des algorithmes sur micro-ordinateur avec une interface très conviviale. La structure d'écoulement à l'intérieur d'un bassin versant est obtenue de manière informatisée à partir d'une discrétisation des altitudes rencontrées dans la zone d'intérêt, en mailles carrées de dimensions données, d'où l'on tire les pentes et les orientations de chaque maille, puis le bassin versant en amont de la maille identifiée comme exutoire, le réseau hydrographique, les sous-bassins versants et, finalement, les unités hydrologiques relativement homogènes (UHRH), définies sur la base de ces sous-bassins, en les regroupant ou les divisant au besoin. Un logiciel spécifique pour ce faire a été développé: PHYSITEL. Selon la conception très modulaire adoptée pour HYDROTEL, chaque sous-modèle offre généralement plus d'une option de simulation, afin de tenir compte des données disponibles sur le bassin versant traité. Les simulations peuvent être réalisées en considérant comme unité de simulation du bilan hydrologique vertical les mailles originales constituant le bassin ou les UHRH. Des exemples de simulation des débits à l'aide du modèle HYDROTEL sur divers bassins versants situés au Canada (Québec, Ontario, Colombie-Britannique) et dans le sud de la France sont présentés. Ces simulations indiquent que les différents algorithmes du modèle réagissent bien et qu'il est possible de considérer son application sur des bassins très divers situés sous des conditions climatiques variées. Des tests plus poussés sont en cours afin de mieux cerner la sensibilité des divers algorithmes aux données d'entrée ainsi que leur interchangeabilité.

Nous proposons dans ce mémoire une méthode pour assister le concepteur dans le choix des technologies. Nous proposons d’enrichir les liens entre les spécifications fonctionnelles du produit et les technologies. La liaison entre ces deux concepts se fait par le biais des principes physiques. Nous proposons un modèle basé sur les relations entre Fonction, Principe Physique et Technologie (FPPT). Nous rentrons dans le détail de ce modèle en précisant minutieuse-ment le processus de création, les entités com-posant le modèle FPPT et les paramètres fonc-tionnels, physiques et technologiques qui y apparaissent. Ils permettent de renforcer les liens et de justifier les choix de conception. Ils peuvent être utilisés pour simuler, très tôt dans le processus de conception, le comportement des solutions choisies. Le modèle FPPT prend en compte les différen-tes limites physiques ou technologiques impo-sées par la physique ou la technologie. Ces limites sont notamment utiles pour la concep-tion de MEMS. Nous verrons à travers un exemple (la conception d’un micro interrupteur électrique) comment la méthode FPPT s’intègre dans l’ensemble de l’approche DFX. Nous verrons également comment les informa-tions apportées par le modèle FPPT et ses pa-ramètres peuvent être utilisés pour réaliser des calculs plus complexes : optimisation multi dis-ciplinaire (MDO) ou analyse de la robustesse. Enfin, nous présentons les spécifications et le développement d’un démonstrateur informati-que (système KBE) implémentant le modèle FPPT
We propose in this PhD a method to assist the designer in the choice of multi-physical tech-nologies. We propose to improve the link be-tween functional requirements of a product and technologies. This link between those two concepts is made owing to physical principles. We propose a model based on relationships between Function, Physical Principle and Tech-nology (FPPT). We present in detail this model by describing the process of creation, the enti-ties that composed the FPPT model and the functional, physical and technological parame-ters. Those parameters also support the link and help to assess the design choices. They can be use to simulate the behaviour of a design alternative very early in the design process. The FPPT model takes into account physical and technological limits issued from the physics or the technology solutions. Those limits are espe-cially useful for MEMS design. We present, trough an example (the design of a MEMS switch), how the FPPT model is integrated into a DFX approach. We also present how information given by the FPPT model and how the parameters can be used to realise more complex simulation: Multi Disciplinary Optimisation (MDO) or robustness analyses. Finally we present the specifications and the development of a software demonstrator (KBE system) to implement the FPPT model

Cette thèse a pour objectif l'étude d'un capteur à base de résonateur planaire rectangulaire pour applications au contrôle non destructif (CND). Dans ce contexte, deux approches ont été définies. La première décrit la conception, la modélisation, la simulation et la réalisation de prototypes de résonateurs patch rectangulaires (RPR). La structure étudiée comporte un substrat anisotrope et un superstrat isotrope. Un modèle analytique du RPR a été développé à l'aide de la Méthode des Moments (MoM) et validé avec deux logiciels électromagnétiques du commerce (HFSS et CST). La seconde approche s'est focalisée sur la caractérisation de matériaux biologiques utilisant les prototypes de RPR comme applicateur pour le contrôle non destructif, le superstrat étant remplacé par le matériau étudié. Notre centre d'intérêt a été de déterminer les propriétés diélectriques de divers matériaux biologiques afin d'en extraire la permittivité diélectrique complexe. Les mesures ont été effectuées au Laboratoire d'Électronique et Électromagnétisme (L2E) sur plusieurs échantillons de tissus (foie, graisse, poulet, beurre, foie gras, etc…). Les mesures couplées aux simulations électromagnétiques ont permis d'obtenir les paramètres diélectriques microondes de ces matériaux
The objective of this thesis is the study of a sensor based on a rectangular planar resonator (RPR) for applications to Non-destructive Evaluation (NDE). In this context, two approaches were defined. First one, conception, modeling, simulation and realization have been made on rectangular structures with an anisotropic substrate and an isotropic superstrate. An analytic model was developed by using the Moments Method (MoM) and validated with two electromagnetic commercial softwares (HFSS and CST). The second approach of this work was focused on the characterization of biological materials with the RPR prototypes used as an applicator for Non-destructive Evaluation in the medical domain. Our center of interest was oriented towards the measurements of dielectric properties of biological tissues replacing the superstrate in order to extract their complex permittivity. Measurements were made in the Laboratoire d'Électronique et Électromagnétisme (L2E) on several samples (liver, fat, chicken, butter, foie gras, etc…). Measurements associated with electromagnetic simulations have enabled to obtain microwave dielectric parameters of these materials

Dans cette thèse, nous contribuons à la modélisation, la simulation et l'optimisation d'une nouvelle génération de matrices de micro-miroirs conçue par le Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM). Une contribution est également apportée au développement du logiciel de calcul symbolique MEMSALab qui assistera la construction de modèles multi-échelles pour des matrices de microsystèmes. Le couplage entre le comportement élastique quasi-statique non linéaire d'une cellule de la matrice de micro-miroirs et le champ électrostatique utilisé pour son actionnement a été simulé.Une fois validée, cette simulation a été utilisée pour étudier le phénomène de pull-in ainsi que son optimisation. Ensuite, un modèle homogénéisé du champ électrostatique dans le vide entourant la matrice de micro-miroirs est construit à l'aide d'une méthode asymptotique. Les contributions au développement de MEMSALab constituent en l'introduction d'une théorie d'extension et de combinaison de preuves qui sera utilisée pour construire des modèles asymptotiques par un procédé de complexifications successives. Enfin, un langage spécifique complet pour l'utilisation de MEMSALab est présenté et illustré par des exemples significatifs. En particulier, il a été utilisé pour coder la construction d'un modèle homogénéisé qui sert d'art initial à la méthode extension-combinaison
In this thesis, we contribute to the modeling, simulation and optimization of a new generation of micro mirror arrays designed by the Astrophysics Laboratory of Marseille (LAM). A contribution is also made to the development of MEMSALab a symbolic computation software package designed to asist multiscale model derivation for microsystem arrays. The coupling between the quasi-static nonlinear behavior of a cell of the micro-mirror array and the electrostatic field used for its actuation is simulated. The simulation is then used to study the phenomenon of pull-in and its optimization. Then, a homogenized model for the electrostatic field in the vacuum space surrounding in the micro-mirror array has been built using an asymptotic method. The contributions to the development of MEMSALab consist in the introduction of an extension and combination theory that will be used to construct multiscale models based on various asymptotic approaches by a process of successive complexifications. Finally, a complete specification language for using MEMSALab is presented and illustrated by significant examples. In particular, it was used to encode the derivation of a homogenized model that serves as an initial state to the extension-combination method

Les processus lents ou non spontanés impliquant les macromolécules du vivant peuvent être étudiés par simulations de dynamique moléculaire, pourvu qu'un algorithme assiste l'exploration par le système d'une coordonnée de réaction bien choisie. Nous avons mis en place un tel algorithme dans le programme NAMD destiné aux simulations à grande échelle des systèmes biomoléculaires. Il nous est ainsi possible d'explorer le repliement de peptides en hélice alpha, la reconnaissance et l'association de protéines au sein de la membrane, ou encore le transport spécifique d'une petite molécule, le glycérol, par un canal transmembranaire bactérien
Slow or non spontaneously occurring processes involving biological macromolecules may still be studied through molecular dynamics simulations, provided that an algorithm promotes the exploration of a well–chosen reaction coordinate by the system. We implemented such an algorithm in the NAMD program, designed for large–scale simulations of biomolecular systems. We can then investigate the folding of peptides into alpha–helices, the recognition and association of proteins inside the membrane, as well as the specific transport of a small molecule, glycerol, by a bacterial transmembrane channel

L'aviron, sport nautique mécanique, consiste à propulser un bateau par la force humaine. Du point de vue mécanique, l'ensemble complexe bateau-avirons-rameurs peut être considéré comme un système poly articulé sur base flottante. Son étude relève de la mécanique multi-corps et, pour l'interaction fluides-structure, de la tenue à la mer, de la manoeuvrabilité et de l'aérodynamique. Le mouvement périodique de grande amplitude du rameur et le caractère intermittent de la propulsion, excite le bateau surses six degrés de liberté. Hormis par la pratique, les couplages forts entre les rameurs, lapropulsion et le bateau ne peuvent être compris et décrit précisément que par la simulationnumérique. Un cadre de simulation de la dynamique prenant en compte la base flottante a donc été développé en unifiant préalablement les approches mécanique et hydrodynamique. Il a été nommé GMRS (Global Mechanical Rowing Simulator). Des techniques de robotique ont été mises en oeuvre pour décrire la mécanique du système poly-articulé. La systématisation du paramétrage permet la modélisation de tous les bateaux d'aviron comprenant de un à huit rameurs utilisant un ou deux avirons. Cela ce fait par assemblage de trois types de rameurs dont des modèles 3D sont proposés. La résolution dela dynamique repose sur la formulation récursive des équations de Newton-Euler. Les caractéristiques inertielles des rameurs sont issues de modèles anthropométriques. Le système estpiloté en dynamique inverse. La cinématique est générée à l'aide de B-spline, dont les propriétés sont exploitées pour permettre une description paramétrique du mouvement, ouvrant ainsi la possibilité d'une optimisation de la technique
Rowing, a mechanical water sport, consists in propelling a boat by human power. From a mechanical point of view, the complex system Boat-Oars-Rower(s) can be considered as a multibody structure on a floating base. Its study comes under the multibody mechanics and, concerning the fluid-structure interaction, under seakeeping, maneuverability and aerodynamics. The large amplitude periodic motion of the rower and the intermittent nature of propulsion, both excite the boat along its six degree of freedom. Aside from practice, the strong coupling between the rowers, the boat and propulsion can be understood, and accurately described by numerical simulation. A framework for dynamics simulation taking into account the floating base has been developed by unifying mechanical and hydrodynamic approaches. It has been called GMRS (Global Mechanical Rowing Simulator). Robotics techniques have been used to describe the mechanics of the multibody system. The systematization of the parameters allows to model every kind of rowing system, taking on board one toeight rowers with one or two oars. Dynamics solving is based on the recursive formulation of the Newton-Euler equations. The inertial characteristics of the rowers are set fromanthropometric models. The system is driven by inverse dynamics. The kinematics are generated using B-spline models, whose properties are exploited to allow a parametric description of the motion, offering the possibility to optimize the rowing technique

Ce doctorat est une contribution à l'évaluation des systèmes interactifs multimodaux. Plus particulièrement, nous proposons une approche de l'évaluation par une simulation comportementale située. Une telle approche requiert l'usage d'un acteur virtuel, inscrit dans un environnement virtuel. Son interaction avec un système interactif virtuel est utilisé comme une représentation d'une possible communication homme-machine. Les personnes en charge du développement utilisent alors les problèmes d'utilisabilité détectés dans le virtuel, comme une source d'investigation pour augmenter l'efficience de leurs prototypes. La modélisation que nous proposons repose sur l'interaction entre trois modèles que sont : Le modèle de l'environnement, reproduisant les contextes d'interactions naturels de l'utilisateur. L'environnement interagit avec lui (déplacement, évitement, etc. ) Le modèle du système interactif, décrivant le fonctionnement de celui-ci en fonction des modalités d'interactions, Le modèle de l'utilisateur, son comportement cognitif et perceptif, est déterminé en fonction de ses caractéristiques et de son expérience. Cet utilisateur interagit avec l'environnement et le ou les système(s) interactif(s) à travers la réalisation, dans le virtuel, d'un scénario d'évaluation. Cette étude se conclut par la présentation du démonstrateur logiciel SIHMM et l'étude de sa validité opérationnelle, examinée à travers la corrélation d'expérimentations réelles et virtuelles. A partir de celles-ci, nous déterminons l'usage potentiel de la simulation dans les phases de développement des systèmes interactifs et ouvrons des perspectives sur l'usage futur de la simulation que nous souhaitons développer
The Phd thesis is a contribution to evaluation of multimodal interactive systems. More particularly, we propose an approach of the evaluation of theses systems by a behavorial and located simulation. Such a study requires the use of a virtual actor, registered in a virtual environment. Its interaction with a virtual interactive system is used as a representation of a possible man-machine communication. The people in charge of the development use then the usability problems, detected in the virtual world, as a source of investigations to increase the efficiency of their prototypes. Modeling that we propose lies on the interaction of three functional bricks, which are : Models of environment, which influence user in his decision-making and which interacts with him (avoidance, displacement, etc. ). Model describing interactive systems which, by their characteristics, allows and guides the dialogue. Model of users, reproducing human decision with mixing of cognitive and perceptive aspects. This virtual user, by his characteristics, his history, interacts with environment and interactive system through the realization, in a virtual world, of a scenario of evaluation. This study is concluded by the introduction of the software demonstrator SIHMM and the study from its operational validity. This one is examined through the correlation of reals and virtuals experiments. From this one, we determine the potential use of the simulation in the phases of development, of interactive systems and open prospects on the future use of the simulation which we wish to develop

Le procédé de fabrication par fusion de poudre à l'aide d'un faisceau d'électrons est appelé procédé Electron Beam Melting (EBM). Il permet la fabrication de pièces métalliques à partir de poudres. Grâce au niveau de qualité (géométrique et mécanique) des pièces produites, le procédé peut être utilisé afin de produire des pièces fonctionnelles et non plus uniquement des prototypes. Ce procédé, ainsi que les autres procédés additifs métalliques, permettent d'envisager le passage de l'impression 3D à la fabrication additive métallique.L'utilisation de la fabrication additive dans un contexte industriel impose le respect de critères en termes de qualité, coût et délai des pièces produites. L'ensemble des étapes numériques de mise en production d'une pièce constitue la chaîne numérique. Cette dernière a un impact fort sur l'ensemble de ces trois critères. Ainsi, cette thèse apporte une réponse à la question suivante :Comment la fabrication assistée par ordinateur peut-elle améliorer le triptyque qualité, coût, délai du procédé de fabrication EBM?Le problème est abordé par la question sous-jacente suivante :Quelles caractéristiques doit posséder un environnement de fabrication assistée par ordinateur adapté au procédé EBM ?Pour répondre à cette question, la chaîne numérique actuelle est analysée . Les principales limites identifiées sont :- l'utilisation de fichiers au format STL- l’impossibilité d’optimiser le procédé à différentes échelles- l’impossibilité de simuler le procédé EBMAfin de résoudre l'ensemble des problèmes énoncés, un environnement de FAO est proposé. Celui-ci permet de centraliser l'ensemble des opérations de mise en production au sein d'un environnement unique. Il autorise le travail avec l'ensemble des formats de fichiers reconnus comme les formats natifs des logiciels de CAO ou le format STEP. Des développements informatiques permettent de concrétiser l’environnement proposé.L'implémentation de l'environnement de FAO a mis en évidence le rôle fondamental de la simulation au sein de celui-ci. Il a donc fallu répondre à la question :Comment obtenir une simulation du procédé EBM permettant sa mise au point hors ligne en temps raisonnable ?Bien que la simulation du procédé EBM est largement traitée dans la littérature scientifique, les études proposées reposent sur la méthode des éléments finis et le temps de calcul nécessaire n'est pas compatible avec une utilisation au sein d'un environnement de FAO. Un type de simulation alternatif a donc été créé : une simulation par abaques. Elle est constituée d’une simulation par la méthode des éléments finis qui permet d'obtenir des cartes de températures pour des cas de chauffes et de refroidissements standards. Ces cartes de températures sont ensuite transformées en abaques. La simulation par abaques est vue comme la succession d'une multitude de cas standards. Ainsi l'algorithme de simulation par abaques cherche l'abaque le plus proche de la situation simulée, afin d’estimer les températures au pas de temps suivant.Cette méthode de simulation a permis une réduction des temps de calcul tout en gardant une précision suffisante pour pouvoir être utilisée pour optimiser les paramètres de fabrication.Grâce à une telle simulation, un outil d'optimisation des stratégies de fusion a pu être créé. Il permet d’améliorer la qualité des pièces produites en calculant des stratégies de fusion respectant certains critères thermiques.Les apports majeurs de ces travaux de thèses sont :- l'établissement d'un cahier des charges pour une chaîne numérique performante en EBM- le développement d'un environnement de FAO adapté au procédé EBM- la mise au point d'une simulation rapide du procédé EBM basée sur des abaques- la création d'un outil d'optimisation des stratégies de fusion
The Electron Beam Melting (EBM) process allows to build metallic parts from powder. Thanks to the geometric and mechanical quality of the parts produced, the EBM process can be used to manufacture functional parts and not only prototypes. This process, with other additive metallic processes, make it possible to consider a transition from 3D printing to metallic additive manufacturing.The use of additive manufacturing in an industrial environment requires compliance with quality, cost and time criteria for the parts produced. The production of manufactured parts involves a series of numerical stages which is called the numerical chain. The numerical chain has a significant impact on the three criteria mentioned above. Thus, this thesis provides an answer to the following question:How Computer Aided Manufacturing can improve the quality, cost and time of the EBM manufacturing process?This problem is addressed through the following underlying question:What are the required characteristics for a Computer Aided Manufacturing system adapted to the EBM process?In order to answer this question, the current numerical chain is analyzed. Three main limitations are found:- the use of STL files format- the process cannot be optimized at different scales- the process cannot be simulatedTo solve these issues, a CAM environment is proposed. It allows the centralization of all numerical operations in a single environment. All supported formats can be used within this environment, such as native CAD file formats or STEP format. Software developments are done to prove the feasibility of such an environment.The CAM environment implementation reveals the crucial role of simulation in this system. It is therefore necessary to answer this second question:How to obtain an EBM process simulation allowing the development of parameters, virtually?Although EBM simulation is a recurrent subject in scientific literature, existing studies are based on the finite elements method but the calculation time needed is too important to be used in an CAM environment. Thus, an alternative type of simulation is created in this thesis: a simulation based on abacus. It is composed of a finite elements model, that allows heat maps generation for standards cases of heating and cooling. These heat maps are then transformed in abacus. The simulation algorithm based on abacus search the nearest abacus from the simulated situation in order to estimate the temperatures at the next time step.This simulation method was used to reduce the calculation time while keeping a sufficient precision to optimize process parameters.With the simulation based on abacus, a tool for the optimization of melting strategies is developed. This tool allows quality improvement for the produced parts through the calculation of melting strategies according to thermic criteria.To summarize, the main contributions of this work are:- the definition of requirements specifications of a powerful numerical chain for the EBM process- the development of a CAM environment adapted to the EBM process- the proposal of a fast simulation for the EBM process, based on abacus- the development of a tool for the optimization of melting strategies

La plupart des travaux concernant la modelisation et la simulation des systemes dynamiques hybrides traitent l'aspect continu et discret comme deux entites distinctes. Dans cette these, nous utilisons un paradigme de specification unique pour l'etude des systemes dynamiques hybrides. Nous montrons comment construire une specification a evenements discrets d'un systeme dynamique sans imposer la contrainte classique sur les trajectoires d'entrees-sorties. En effet, les abstractions a evenements discrets de systemes dynamiques imposent que les trajectoires d'entrees-sorties sont constantes par morceaux. Nous avons generalise ce type d'abstraction a toute trajectoire polynomiale continue par morceaux. Nous definissons alors un evenement comme une variation d'au moins un des coefficients du polynome et l'ordre d'un evenement comme le degre maximum du polynome. Pour les modeles composites, encore appeles modeles structurels, la communication entre les composants s'effectue par l'intermediaire de ports d'entree-sortie. Nous avons etendu le concept de port en ajoutant la notion d'ordre (ordre de l'evenement qui peut etre accepte sur ce port). Le probleme pose ensuite est de faire communiquer deux modeles possedant des ports d'ordre different afin de simuler un modele composite. Pour cela, nous utilisons des modeles de couplage qui effectuent la transformation d'une trajectoire polynomiale par morceaux d'ordre n en une sequence de trajectoires polynomiales par morceaux d'ordre m (n et m etant l'ordre des ports interconnectes). Ces extensions contribuent a generaliser le formalisme devs tout en conservant tous ces avantages (modeles hierarchiques, reutilisabilite, rapidite, etc. ). Ce memoire illustre cette theorie au travers de nombreux exemples, modelises et simules grace a une plateforme logicielle developpee a cet effet.

L'augmentation de la complexité de projets de conception/rénovation des architectures des systèmes d'information des lignes de production nécessite la mise en œuvre de méthodes/outils assurant leur validation avant de l'implantation. Le profil UML, nommé DAMeSI (Description d'Architectures Manufacturières et de Systèmes d'Information), formalise une méthode de modélisation modulaire permettant la validation par des techniques de simulation. L'originalité de DAMeSI est d'identifier deux classes d'utilisateurs: l'architecte et l'expert de modélisation. Cette distinction permet d'identifier toujours la meilleure synthèse afin de mieux répondre à la contrainte d'applicabilité en milieu industriel. DAMeSI et également le nom de l'environnement logiciel supportant le profil proposé. Cet environnement est ouvert est paramétrable ce qui permet l'extension de ses fonctionnalités actuelles. Une passerelle vers l'outil de simulation Opnet (Opnet Technologies) garantie la simulation de modèles.

La complexité des systèmes de production impose un cadre conceptuel et des outils adaptés à leurs spécificités. L'emploi de SADT et d'extensions de cette méthode est proposé, d'abord dans le cas général, puis pour le cas particulier de la simulation. Les principaux traits des modèles pour l'évaluation des systèmes de production sont introduits. La notion de modèle intermédiaire est définie et illustrée. La démarche méthodologique, et les outils nécessaires pour la mise en place de simulations sont exposés. Une place importante est attribuée à l'animation graphique. Le rôle des systèmes experts en simulation est déterminé; l'attention est portée sur leur apport pour la modélisation des activités décisionnelles en temps réel. Un processeur logique, basé sur GOSSEYN a été mis au point pour ce propos. Les différentes approches proposées sont illustrées par le cas de l'analyse, de la modélisation, et de la simulation avec SLAM des ateliers de fonderie de RVI à Vénissieux.