Il s'agit de l'étude expérimentale d'un microplasma dans l'eau liquide. Ce type de plasma est rencontré dans les domaines de l'isolation électrique par liquides diélectrique ou la dépollution de l'eau. Les plasmas en milieu liquide sont bien moins connus et maitrisés qu'en milieux gazeux. L'objectif de cette thèse est de comprendre les mécanismes physiques sous jacents à l'initiation et à la propagation de la décharge. Un réacteur pointe/plan a été réalisé et soumis à un pulse de haute tension. L'initiation et la propagation des différents modes de décharge plasma à travers le milieu liquide ont été caractérisés par des diagnostiques électrique et d'imagerie rapide nanoseconde. Un diagnostic d'ombroscopie à deux iCCD a également été réalisé afin d'observer le contenu gazeux non lumineux de la décharge et l'émission d'ondes de choc. Nous avons principalement testé l'influence de la polarité de la tension appliquée ainsi que l'influence de la conductivité de l'eau. Des mesures spectroscopiques ont été réalisées sur la bande d'émission de OH et les lignes de l'hydrogène. En polarité positive, une bulle micrométrique est nucléé à la pointe en quelques microsecondes puis une décharge filamentaire se propage à 3km/s durant typiquement 100ns, suivie par une décharge dix fois plus rapide. A basse conductivité, cette propagation continue est suivie par une propagation par bonds. Le claquage de l'intervalle de liquide est obtenu quand les filaments parviennent à la contre-électrode. La décharge en polarité négative est beaucoup plus lente à 600m/s. Curieusement la conductivité de l'eau n'a aucune influence sur la décharge en polarité positive et inhibe la propagation en polarité négative. Cette étude apporte une meilleure compréhension de la phénoménologie détaillée de la décharge plasma dans l'eau.

A la recherche de la modularité et de la généricité, notre approche consiste à partir de l'idée qu'une cellule élémentaire peut être conçue, intégrée et réalisée en grand nombre. Ensuite elle va être associée en grand nombre pour pouvoir, au final, couvrir n'importe quelle application de conversion DC-DC en électronique de puissance. Ce travail de thèse a pour but tout d'abord d'introduire notre approche de manière consistante. Ensuite, un bilan de l'état de l'art autour de la même direction et aussi la présentation détaillée de notre approche sont abordés. Le coeur de la thèse se concentre sur l'étude du couplage magnétique entre les cellules élémentaires via la mise en parallèle des enroulements entre les transformateurs de puissance. Ce couplage avec notre commande aléatoire sert à la fois la réduction du filtrage et la possibilité de l'intégration des composants passifs. Enfin, le travail est bouclé par la validation expérimentale d'un réseau de 12 convertisseurs de 10W faisant une conversion DC-DC de 120W.

La façon d'organiser le travail, d'une part au sein des entreprises, et d'autre part entre les différentes entreprises, est un enjeu central dans la recherche de l'efficacité et de la performance. Dans les années 90 l'arrivée des progiciels de gestion intégrés a favorisé l'émergence d'une rationalité globale de l'entreprise, mais leur valeur ajoutée s'appuie en grande partie sur un alignement organisationnel de l'entreprise. Cette transformation s'est accompagnée d'un mouvement de spécialisation des entreprises et de recentrage sur leur coeur de métier. L'entreprise est devenue très interdépendante de ses partenaires directs, elle s'insère désormais dans un réseau d'entreprises qui impose de maîtriser un ensemble croissant de flux inter organisationnels. La recherche en Génie Industriel a accompagné ces nouvelles préoccupations des entreprises en déplaçant le champ de la recherche suivant deux axes : celui de l'ingénierie des systèmes de production intra-entreprise, vers l'ingénierie des entreprises en réseau, et celui de la rationalisation du système physique, vers une rationalisation du système d'information, puis vers une rationalisation des processus décisionnels et cognitifs. Le travail présenté dans ce mémoire d'Habilitation à Diriger les Recherches s'intègre dans cette mouvance du génie industriel. Mes travaux de doctorat m'ont permis d'aborder le pilotage proactif qui s'appuie sur un rapprochement entre le processus décisionnel et l'activité. L'organisation n'est pas alors seulement décrite de manière fonctionnelle, comme une structure de division des tâches, mais aussi à travers le maillage des activités qui engendrent de la valeur. Par la suite, le décloisonnement fonctionnel lié en partie à l'implantation des ERP (Enterprise Resource Planning), et la montée en puissance du Supply Chain Mangement ont mis en avant le passage d'une logique de découplage et d'optimisation locale à une logique d'intégration et de coordination. En nous intéressant à la fois aux périmètres intra et inter entreprises, nous mettons en évidence dans ce travail trois leviers d'intégration des organisations : les processus, le Système d'Information (SI) et la collaboration. Pour cette raison, ce mémoire est articulé autour de trois parties : 1) Les processus comme levier de l'intégration organisationnelle Les outils de modélisation sont utiles à la (re) conception des organisations productives. Des référentiels standards de processus ont été élaborés. Porteur d'indicateurs de performance et de best practices, ils permettent un déploiement accéléré des approches transverses. • La première problématique que nous traitons concerne les méthodes de classification pour l'élaboration d'une typologie de chaînes logistiques intra entreprise. Dans les grands groupes industriels, se pose la question de la position du curseur entre d'un coté des processus complètement standardisés pour l'ensemble des entreprises concernées et de l'autre une personnalisation totale des processus pour chacune des entreprises. Le SCOR model est utilisé pour réaliser le codage. • La deuxième problématique concerne la définition de tableaux de bord permettant d'évaluer la performance logistique. L'approche est multi facettes, le référentiel SCOR, le rapport CEN TC273 (Communauté Européenne de Normalisation) et leBalanced Scorecard ont été utilisés pour définir un cadre de l'évaluation des processus. Plusieurs applications sont présentées. • La troisième problématique concerne l'intégration des processus inter organisationnels dans le cadre de l'externalisation. La reconfiguration des processus s'appuie ici sur des outils de Business Process Réengineering et des modèles de simulation. 2) Le Système d'Information comme levier de l'intégration informationnelle. Les technologies de l'information (TI) sont reconnues comme un facteur clé de la performance des entreprises, mais seul un bon alignement entre business model et système d'information permet d'atteindre le niveau de performance souhaité. Certains outils, comme les ERP sont en soit porteurs d'intégration, si bien que leur installation nécessite un remodelage de l'organisation permettant un ajustement entre intégration informationnelle et intégration organisationnelle. Pour les Systèmes d'Information non intégrés, la question de la qualité du couplage organisationnel et informationnel repose sur les principes de l'interopérabilité des systèmes (des données aux métiers). Nous développons deux chapitres dans cette partie : • Le management des projets ERP. A partir des outils et méthodes de modélisation d'entreprise, nous avons proposé une méthodologie de déploiement des projets ERP. Une approche par les facteurs clés de succès nous a permis de mettre en évidence l'impact des spécificités des entreprises sur le déploiement de ces projets. • Intégration et interopérabilité. En nous appuyant sur les concepts de MDA (Model Driven Architecture) et de MDI (Model Driven Interoperability), nous avons proposé une architecture permettant de suivre la qualité des données de production dans le secteur pharmaceutique. L'intégration n'est pas ici vue du point de vue transactionnel, comme le ferait un ERP, mais du point de vue produit, permettant le long de son cycle de vie, de garantir un déroulement des processus de production (données de l'ERP) en conformité avec les données issues du processus de développement (Réglementaires). 3) La collaboration comme levier de l'intégration relationnelle Si les approches processus permettent une représentation de ce qui est réalisé (les activités), elles intègrent difficilement le pilotage (comment c'est réalisé), là où réside une grande part de la valeur ajoutée. Les relations collaboratives sont devenues un vrai enjeu dans le pilotage des échanges inter entreprises, car d'elles dépend une partie de la performance des organisations. Cette troisième partie est divisée en 2 chapitres : • Le premier chapitre propose un ensemble d'outils et méthodes permettant de caractériser et d'analyser les relations dans les chaînes logistiques. L'étude de l'impact des pratiques collaboratives sur la performance a permis de développer un modèle de caractérisation du comportement collaboratif d'une entreprise, en vue de dégager des pistes d'amélioration. • Le deuxième chapitre nous permet d'étendre le champ des relations dans les chaînes logistiques à celui des relations dans les clusters d'entreprises. La collaboration n'est plus ici d'ordre Client/Fournisseur, mais elles s'intéressent à la construction d'un cadre d'interaction permettant la gestion et la capitalisation des connaissances. Ce travail s'est appuyé sur une adaptation de la méthodologie de CommonKADS et a été appliqué au cas de l'industrie artisanale de la céramique en Thaïlande.

Le précalcinateur de cimenterie est un réacteur dans lequel une grande quantité d'énergie thermique est produite par la combustion de solides pulvérisés à des températures modérées : 800 à 1100°C. Les cokes de pétrole sont la principale source d'énergie. Nous nous intéressons dans ce travail aux mécanismes thermochimiques qui sont à l'origine de la formation de polluants de type NO et SO2 lors de leur combustion dans ce réacteur. La première approche est expérimentale : la combustion de 22 cokes a été réalisée en laboratoire au moyen d'un Réacteur à Flux Entraîné à 900°C, dans des conditions thermochimiques proches de celles d'un précalcinateur. Une recherche de corrélations entre les caractéristiques des cokes et les quantités de polluants formées lors de leur combustion a montré qu'aucune relation simple ne prédit les quantités de NO formées. Nous avons donc, dans une deuxième approche, décrit au moyen d'un modèle numérique l'ensemble des phénomènes thermiques et chimiques mis en jeu dans la combustion et la formation des NOX. Des expériences spécifiques ont permis de caractériser les espèce produites par chacune des réactions principales, et de déterminer leurs paramètres cinétiques. Le modèle permet de dégager les mécanismes prépondérants, et de hiérarchiser leur participation à la formation de polluants. Les quantités de NO thermique formées sont négligeables. Le NO du combustible se forme majoritairement au cours de l'oxydation du résidu carboné. Les réactions chimiques en phase gaz contribuent largement à la formation du NO dans la zone de flamme, mais n'ont au final qu'un faible impact sur les quantités de NO présentes. En revanche, une quantité significative de NO est réduite par réaction hétérogène avec le résidu carboné. L'espèce SO2 est formée au prorata de la perte de masse du combustible, au cours de la dévolatilisation et au cours de l'oxydation du résidu carboné. Son interaction avec la chimie des oxydes d'azote a un impact peu significatif.

Le dimensionnement par optimisation est aujourd'hui d'un intérêt majeur, car il fournit un moyen fiable et rapide en vue de déterminer les performances souhaitées de dispositifs, tout en minimisant une fonction de coût. Nous sommes particulièrement intéressés par l'optimisation sous contraintes basée sur le calcul de gradients. Ces algorithmes nécessitent des valeurs précises des dérivées de la fonction objectif et des performances à contraindre. Evaluer ces dérivées exactes se révèle comme une tâche complexe et très laborieuse, vu que les fonctions de performances et de coûts sont souvent évaluées à partir d'algorithmes numériques complexes. La Dérivation Automatique est une technique efficace pour calculer les dérivées des fonctions décrites au moyen de programmes informatiques dans des langages de programmation de haut niveau tel que Fortran, C ou C + +. Cette technique s'utilise parfaitement pour l'optimisation avec des algorithmes basés sur le calcul de gradients, étant donné que les dérivées sont évaluées sans aucune erreur de troncature ou d'annulation. Ce travail emploie la Dérivation Automatique pour calculer les gradients de programmes de calcul des modèles de dispositifs électromagnétiques.

L'incidence des cancers cutanés est en constante progression. Leur diagnostic précoce et leur caractérisation in vivo constituent donc un enjeu important. Notre approche multi-modalités non invasive en spectroscopie fibrée résolue spatialement vise à coupler des mesures d'AutoFluorescence (AF) et de Réflectance Diffuse (RD). L'instrumentation développée permet des mesures co-localisées en multiple excitation d'autofluorescence (7 pics d'excitation centrés à 360, 368, 390, 400, 410, 420 et 430 nm) et en réflectance diffuse (390 à 720 nm) résolues spatialement à 5 distances inter-fibres (271, 536, 834, 1076, 1341 µm). Le protocole d'étude expérimental a porté sur les stades précoces de cancers cutanés UV-induits sur un modèle pré-clinique. L'analyse histopathologique a permis de définir 4 classes (états) de référence de tissus cutanés : Sain (S), Hyperplasie Compensatoire (HC), Hyperplasie Atypique (HA) et Dysplasie (D), menant à 6 combinaisons de paires histologiques à discriminer. Suite au prétraitement des spectres bruts acquis (suppression des artefacts, moyennage, filtrage, correction spectrale), puis à l'extraction, la sélection et la réduction de jeux de caractéristiques spectroscopiques les plus discriminantes, les performances de trois algorithmes de classification supervisée ont été comparées : k-Plus Proches Voisins (k-PPV), Analyse Discriminante Linéaire (ADL) et Machine à Vecteur de Support (MVS). Les contributions des différentes modalités ont également été évaluées : mono-excitation d'AF seule, Matrices d'Excitation-Emission en AF seules (EEMs), réflectance diffuse (RD) seule, couplage EEMs – RD et couplage EEMs – RD résolue spatialement. L'efficacité finale de notre méthode diagnostique a été évaluée en termes de sensibilité (Se) et de spécificité (Sp). Les meilleures résultats obtenus sont : Se et Sp ≈ 100% pour discriminer CH vs autres ; Sp ≈ 100% et Se > 95% pour discriminer S vs AH ou D ; Sp ≈ 74% et Se ≈ 63% pour discriminer AH vs D.

Les maisons à ossature bois sont des structures particulièrement sensibles aux flux d'air et d'humidité. Des études récentes ont montré que de telles sollicitations peuvent dégrader la qualité et la durabilité d'un bâtiment. Après avoir décrit la physique des transferts couplés d'énergie et de masse, nous présentons le support expérimental de cette étude : une maison à ossature bois, de dimensions représentatives d'une construction réelle, qui a été construite sur une plate-forme d'exposition en extérieur. Cette cellule expérimentale a été instrumentée afin d'étudier le comportement hygrothermique des parois et de la pièce principale. Les données météorologiques sont relevées sur le site même. Plusieurs configurations ont été étudiées dans le cadre de ces travaux : parois avec et sans pare-vapeur ; climat interne avec ou sans chauffage, humidification ou ventilation. Des mesures de perméabilité à l'air de la cellule ont également été effectuées. Enfin, une campagne de détermination des caractéristiques des matériaux employés a été lancée. En parallèle de cette expérimentation, un modèle numérique de la cellule a été développé, basé sur le modèle existant HAM-tools. Le modèle est utilisé sur plusieurs séquences expérimentales. L'étude de la validité du modèle s'est faite par étapes : d'abord la paroi seule, puis couplée avec la zone, enfin le modèle de bardage. Nous présentons les résultats de la comparaison entre les mesures et les simulations numériques, et discutons de la validité du modèle et des limites imposées par l'expérimentation. Cette étude a notamment permis de mettre en évidence l'effet de sollicitations thermiques sur le comportement hygrique d'une paroi comportant un matériau hygroscopique, et montré la capacité du modèle développé à le décrire.

La lutte contre la corrosion des structures sous-marines et des navires nécessite l'utilisation d'une protection cathodique adaptée. Cette protection induit alors une circulation de courant électrique dans l'eau de mer et donc la présence d'un champ électromagnétique, détectable par des capteurs. La première idée de ce travail est, à partir de la connaissance de la géométrie et de la physique d'une structure, de prédire le champ électromagnétique généré. La seconde idée est de développer une méthode inverse de diagnostic de corrosion à partir de la mesure de grandeurs électromagnétiques dans l'eau, pour retrouver les zones abîmées. Ainsi, à partir d'une série de mesures dans l'eau, un diagnostic de corrosion est possible et l'extrapolation de la signature électromagnétique à des profondeurs plus lointaines est réalisable. Cette méthode est enfin vérifiée expérimentalement sur quelques cas simples et sur une maquette de navire complexe.

Dans cette thèse, on s'est attaché à résoudre un certain nombre de problèmes qui apparaissent lorsqu'on traite des problèmes concrets de contrôle: phénomènes à plusieurs échelles de temps, discontinuités de la commande lors du basculement d'un correcteur à un autre, nécessité de concevoir un nombre limité de correcteurs différents malgré une gamme très importante des produits traités. Pour illustrer concrètement les résultats obtenus, nous nous sommes appuyés sur un exemple industriel concret, le contrôle de guidage de bande durant le processus de laminage dans un laminoir à chaud. D'abord, nous proposons une solution convexe au problème de commande optimale linéaire quadratique pour les systèmes linéaires à deux échelles de temps en temps discret. Ensuite, nous établissons des conditions suffisantes, formulées sous la forme d'inégalités matricielles linéaires, qui permettent de vérifier la stabilité d'un système à commutation à deux échelles de temps et de synthétiser des correcteurs stabilisants. Nous proposons aussi dans ce travail une méthode pour minimiser les discontinuités sur la commande dans le cadre des systèmes à commutation. Dans le contexte du contrôle de guidage de bande pour un laminoir à chaud, nous ne pouvons pas négliger l'influence des paramètres incertains, qui sont dus principalement au fait que ce genre de système traite une gamme de produits très large. Donc, dans la synthèse du correcteur, nous prenons en compte ces variations en divisant l'ensemble des produits en plusieurs familles et en synthétisant un correcteur différent pour chaque famille.

Ce document fait une synthèse de mon activité professionnelle d'enseignant-chercheur depuis mon recrutement à l'ESISAR en septembre 1999.<br /> Je présente ainsi tout d'abord, dans la partie I, mon curriculum vitae détaillé, incluant un CV résumé, une description de mes activités d'enseignement et une présentation générale de mes activités de recherche. Ces recherches sont très largement issues d'encadrement de masters recherche ou de thèses, et s'orientent autour des quatre thèmes principaux :<br /><br /> - la commande de véhicules,<br /> - l'analyse et le contrôle du trafic routier<br /> - le diagnostic des canaux d'irrigation<br /> - la commande, l'observation et le diagnostic des systèmes singuliers.<br /><br />La suite est un mémoire scientifique dédié uniquement aux systèmes algébro-différentiels, mettant en évidence mes contributions majeures issues de travaux personnels ou d'encadrements. L'objectif scientifique est de décrire les contributions apportées dans les thématiques présentées, sans entrer dans les justifications des résultats, ceux-ci ayant déjà été publiés.