Malgré les rapides progrès technologiques dans les nitrures, les propriétés intrinsèques des alliages de nitrures et les processus physiques qui gouvernent la physique de ces dispositifs sont encore mal connus. Au cours de mon travail de thèse, de nouvelles approches expérimentales et théoriques ont été développées pour aborder l’étude des mécanismes microscopiques qui gouvernent les propriétés électroniques des dispositifs à base de nitrures semi-conducteurs. Une nouvelle technique expérimentale permettant de mesurer directement la distribution en énergie des électrons de conduction d’une LED en fonctionnement est explorée. Cette approche permet l’observation directe de populations d’électrons chauds excités dans le dispositif optoélectronique sous injection électrique et émis dans l’ultravide. Une théorie récente de la localisation dans les systèmes désordonnés est appliquée aux matériaux et dispositifs optoélectroniques à base de nitrures. Cette méthode permet pour la première fois la détermination du paysage de localisation induit par le désordre d’alliage sans résoudre l’équation de Schrödinger. Expérimentalement, une signature claire du désordre d’alliage est observée par des mesures de spectroscopie de photocourant dans des puits quantiques d’InGaN sous forme d’une queue d’Urbach pour des excitations d’énergie inférieure à la largeur de la bande interdite. Ceci permet de définir une énergie caractéristique du désordre qui est en excellent accord avec les prédictions fournies par la nouvelle théorie de la localisation. / In spite of the rapid technological progress in nitrides, the intrinsic properties of nitride alloys and the physics of III-N devices are still not well understood. In the course of my thesis work, novel experimental and theoretical approaches to tackle the study of the microscopic mechanisms governing the electronic properties of nitride semiconductors have been developed. A new experimental technique allowing to directly measure the energy distribution of conduction electrons of an operating LED is explored. This approach allows the direct observation of hot electron populations excited in the optoelectronic device under electrical operation and emitted in ultra-high vacuum. A recent theory of localization in disordered systems is applied to nitride materials and optoelectronic devices. This method allows for the first time the determination of the localization landscape induced by alloy disorder without resorting to the Schrödinger equation. Experimentally, a clear signature of alloy disorder is observed by biased photocurrent spectroscopy of InGaN quantum wells in the form of an Urbach tail for below-gap excitation and is found to be in excellent agreement with the predictions given by the novel localization theory.

Avec l'électrification des moyens de transports, en particulier dans les applications avions et l’automobile, la consommation électrique est en pleine croissance. Cela conduit à de nouveaux problèmes dans la phase de conception. Même si le développement en électronique de puissance permet d’avoir une meilleure gestion d’énergie, avoir un meilleur rendement et avoir une réduction de prix, cela génère des niveaux d’interférences électromagnétiques élevées. L’intégration de l’étude de la CEM dès la phase de conception pourra aider à prédire le profil des émissions conduites avant de passer au prototypage et donc éviter de perdre du temps et du coût de conception.Dans ce contexte, nous avons mis en évidence le besoin de la modélisation de nos composants d’un point de vue CEM. Ces modèles doivent être valable dans une plage de fréquence définit par la norme CISPR 25 dédiée au secteur automobile. L’approche de la modélisation doit être applicable sur tous les types de composants utilisés dans ce domaine tout en étant indépendants des fournisseurs qui ne donnent pas toutes les caractéristiques des composants qu’ils vendent ni des logiciels commercialisés qui aident à fournir des modèles de nos composants. Les travaux effectués pourraient se diviser en plusieurs étapes : la modélisation des composants passifs, la modélisation des composants actifs, la modélisation du PCB et l’optimisation du routage. / With the electrification of the transportation means, especially in avionics and automotive applications, power consumption is growing. This leads to new problems in the design phase. Even though the development in power electronics allows for better energy management, better performance and lower prices, it generates high levels of electromagnetic interference. Integrating the EMC study early in the design phase can help predict the profile of emissions conducted prior to prototyping and thus avoid wasting time and cost of design. In this context, we have highlighted the need for modeling our components from an EMC point of view. These models must be valid in a frequency range defined by the CISPR 25 standard dedicated to the automotive sector. The modeling approach should be applicable to all types of components used in this area while being independent of suppliers that do not provide all the features of the components they sell, or commercial software that helps provide models of our components. The work could be divided into several stages: passive component modeling, active component modeling, PCB modeling and routing optimization.

Le variateur de vitesse est l’un des convertisseurs de puissance le plus utilisé en industrie ; il alimente les pompes, les ventilateurs, les convoyeurs, les ascenseurs …etc. Dans ces systèmes de conversion, les modules de puissance intégrants des composants IGBT représentent la partie cœur de conversion de l’énergie électrique AC/AC. En fonctionnement, ils sont sujets à des conditions fonctionnelles et environnementales sévères (cycles de température, humidité, vibrations …etc.). En raison de la puissance dissipée au niveau de leurs composants (IGBTs et diodes), le module subit des déformations d’origine thermomécanique, qui s’accumulent au fil du temps en limitant sa durée de vie et en impactant sur sa fiabilité. Dès lors, les industriels se trouvent non seulement face au développement des composants robustes et fiables, mais surtout être capable à élaborer des outils permettant la programmation des phases de maintenance. Dans cette thématique s’inscrivent les travaux de cette thèse. Durant laquelle nous essayons de répondre à ce besoin, en proposant une méthodologie de prédiction de durée de vie restante d’un module de puissance intégré au sein d’un variateur de vitesse de 15kW. En effet, nous développons un modèle de durée de vie restante nécessitant une modélisation électrothermique du système, un algorithme de comptage de cycles de température appelé le Rainflow et une loi de durée de vie obtenue à partir des tests de vieillissement. Le paramètre de durée de vie est ensuite calculé en appliquant la règle de Miner. Enfin nous proposons des stratégies de prise en compte de l’effet de dégradation pour ce modèle. / The motor drive is one of the most used power converters in industry; it drives pumps, fans, conveyers, elevators …etc. In this conversion systems, power modules integrating IGBT devices represent the core part in the AC/AC electrical energy conversion. During operation, they are subjected to severe functional and environmental conditions (temperature cycles, humidity, vibrations …etc.). Due to the dissipated power at the level of their devices (IGBTs and diodes), the module undergoes deformations of a thermomechanical origin, which accumulate over time limiting its lifetime and impacting on its reliability. Therefore, manufacturers are not faced only with the development of robust and reliable components, but above all they need to be able to develop tools for maintenance phases scheduling. In this scope, the thesis work is focused. During it, we try to bring a solution to this need, so we propose a remaining lifetime prediction methodology for an integrated power module inside a 15kW motor drive.Therefore, we develop a remaining lifetime model that requires an electrothermal modeling of the system, a temperature cycles counting algorithm called by the Rainflow and a lifetime law obtained from the aging tests. The lifetime parameter is then calculated by applying the Miner’s rule. Finally, we propose strategies to take into account the degradation effect on this model.

Cette thèse a présenté la conception et la synthèse de plusieurs complexes de fer bioinspiré portant des groupes thiolate. Leurs propriétés structurelles, électroniques, magnétiques et leur relation ont également été étudiées en utilisant différentes méthodes spectroscopiques en combinaison avec des méthodes computationnelles.Ce manuscrit portait principalement sur leurs propriétés catalytiques ou électrocatalytiques vis-à-vis de la réduction de l'O2. Un complexe non-hème diiron (II) avec un groupe thiol unique a été synthétisé et caractérisé. Le groupe thiol peut être déprotoné par une base pour dériver un complexe de thiolate de fer (II) neutre. Les deux complexes ont montré une forte réactivité vis-à-vis de l'O2 pour donner des complexes diron (III) pontés μ-hydroxo et μ-oxo. Le complexe de fer avec thiol est un catalyseur ORR efficace avec une sélectivité de 100% pour la production de H2O2 en présence d'un agent réducteur à un électron et de protons. Lorsque la catalyse est électrochimiquement entraînée, H2O est le produit principal pendant l'électrocatalyse (~ 14-20% de H2O2). Sur la base du fait que le peroxyde d'hydrogène est généré dans les deux cas (quantitativement ou en 20% en catalyse chimique et électrochimique, respectivement), on peut proposer qu'un intermédiaire commun, le complexe fer-peroxo calculé, soit généré pendant la catalyse . Le mécanisme a été étudié expérimentalement et théoriquement, révélant que le contrôle de la sélectivité provient de l'efficacité du système donneur d'électrons (réduction du potentiel chimique ou appliqué).Un autre complexe asymétrique de diiron (II) avec une unité FeCOCp a également été synthétisé et bien caractérisé dans ses deux formes dans MeCN. Ce complexe de diiron (II) asymétrique est un électrocatalyseur actif pour la production de H2 dans un mécanisme E (ECEC) avec une étape d'activation. Les intermédiaires possibles dans le cycle catalytique ont été générés et caractérisés par différentes spectroscopies. Il convient de noter que le fragment bipyridine dans le ligand agit comme un réservoir d'électrons dans le cycle catalytique.De plus, le premier système d'interconversion thiolate / disulfure à base de fer a été présenté dans ce manuscrit, qui a enrichi la famille de l'interconversion favorisée par le métal entre le thiolate et le disulfure. Intéressant, le système à base de fer a montré non seulement l'interconversion induite par l'hailde, mais aussi les propriétés dépendantes du solvant.Enfin, les complexes mononucléaires de fer (III) -thiolate présentaient un état fondamental de spin intermédiaire intéressant. Les mesures de susceptibilité, les spectres RPE de la poudre cw X et QR et les spectres de Mössbauer en poudre à champ nul ont montré que tous les complexes présentaient une anisotropie magnétique distincte. L'approche théorique a démontré que le principal facteur responsable de l'anisotropie magnétique est le couplage spin-orbite (SOC). / This thesis presented the design and synthesis of several bioinspired iron complexes bearing thiolate groups. Their structural, electronic, magnetic properties and their relationship also have been investigated by using different spectroscopic methods in combination with computational ones.This manuscript mainly focused on their catalytic or electrocatalytic propreties towards the reduction of O2. A non-heme diiron(II) complex with an unique thiol group has been synthesized and characterized. The thiol group can be deprotonated by base to derivate a neutral iron(II) thiolate complex. Both complexes displayed highly reactivity towards O2 to yield μ-hydroxo and μ-oxo bridged diron(III) complexes. Iron complex with thiol is an efficient ORR catalyst with 100% selectivity for H2O2 production in the presence of one-electron reducing agent and protons. When the catalysis is electrochemically-driven, H2O is the main product during electrocatalysis (~14-20% of H2O2). Based on the fact that hydrogen peroxide is generated in both cases (quantitatively or in a 20% amount in chemical and electrochemical catalysis, respectively), it can be proposed that a common intermediate, i.e. the calculated iron-peroxo complex, is generated during catalysis. The mechanism has been experimentally and theoretically investigated revealing that the control of the selectivity arises from the efficiency of the electron donor system (reducing chemical or applied potential).Another asymmetric diiron(II) complex with an FeCOCp unit has also been synthesized and well characterized in its two forms in MeCN. This asymmetric diiron (II) complex is active electrocatalyst for H2 production in an E(ECEC) mechanism with an activation step. The possible intermediates in the catalytic cycle have been generated and characterized by different spectroscopies. It should be noted that the bipyridine moiety in ligand acts as electron reservoir in the catalytic cycle.In addition, the first iron-based thiolate/disulfide interconversion system has been presented in this manuscript, which enriched the family of the metal-promoted interconversion between thiolate and disulfide. Interesingly, the iron-based system not only showed hailde-induced interconversion, but also the solvent-dependent properties.Finally, mononuclear iron(III)-thiolate complexes had interesting intermediate spin ground state. Susceptibility measurements, powder cw X- and Q-band EPR spectra, and zero-field powder Mössbauer spectra showed that all complexes display distinct magnetic anisotropy. Theoretical approach demonstrated that the main factor driving the magnetic anisotropy is the spin-orbit coupling (SOC).

La découverte en 2008 des supraconducteurs à base de fer a ouvert un nouveau champ d'investigation de la supraconductivité à haute température critique. En particulier, la phase nématique de ces matériaux pourrait jouer un rôle prépondérant dans le mécanisme de la supraconductivité. Nous avons étudié le composé FeSe par spectroscopie Raman, à pression ambiante et sous pression hydrostatique. Celui-ci ne possède pas d'ordre magnétique statique à pression ambiante, ce qui en fait un composé de choix pour l'étude de l'ordre nématique. Nous avons observé les fluctuations nématiques de charge. Leur évolution dans la phase tétragonale prouve l'existence d'une instabilité nématique d'origine électronique, qui gouverne la transition structurale. Dans la phase orthorhombique, le comportement des phonons souligne le rôle du couplage spin-phonon dans la transition nématique. Par ailleurs, la forme de la réponse Raman supraconductrice est compatible avec l'existence de deux gaps de symétrie s, dont un est anisotrope. Sous pression hydrostatique, les fluctuations nématiques s'atténuent rapidement. Le point critique quantique électronique associé se situe à très basse pression, peu avant l'apparition de l'ordre magnétique. Les fluctuations nématiques disparaissent complètement vers 2 GPa, quand la transition structurale passe de second ordre à premier ordre. C'est également proche de cette pression que se produit une anomalie dans le comportement des phonons, qui indique une modification de la structure électronique du système. Nos mesures révèlent en outre l'existence d'un pseudogap. Sa température d'apparition chute simultanément à la disparition de la phase magnétique, quand la température critique de supraconductivité atteint son maximum. Enfin, la réponse Raman de l'état supraconducteur à 7.8 GPa montre une signature claire d'un gap plein. / The discovery in 2008 of the iron-based superconductors opened a new field of investigation of high-temperature superconductivity. In particular, the nematic phase of these materials may play a major role in the mecanism of superconductivity. We studied the FeSe compound using Raman spectroscopy, at ambient pressure and under hydrostatic pressure. This material does not display any static magnetic order at ambient pressure and is therefore an excellent choice to study the nematic order. We observed the charge nematic fluctuations. Their evolution in the tetragonal phase proves the existence of an electronic nematic instability, which drives the structural transition. In the orthorhombic phase, the behaviour of the phonons underlines the role of the spin-phonon coupling in the nematic transition. Besides, the shape of the superconducting Raman response is compatible with the existence of two s-wave gaps, one of which is anisotropic. Under hydrostatic pressure, the nematic fluctuations reduce rapidly. The associated electronic quantum critical point is situated at very low pressure, just before the appearance of magnetic order. The nematic fluctuations completely disappear around 2 GPa, when the structural transition changes from second order to first order. An anomaly of the phonons also occurs close to this pressure, which indicates a modification of the electronic structure of the system. Our measurements additionally reveal the existence of a pseudogap. Its temperature of appearance reduces significantly simultaneously to the disappearance of magnetic order, when the critical temperature of superconductivity reaches its maximum. Finally, the Raman response in the superconducting state at 7.8 GPa shows a clear signature of a full gap.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La réponse automatique aux courriels est une solution envisagée pour faciliter le travail de certains services d’entreprises, tels que les services à la clientèle ou les relations avec des investisseurs, services confrontés à un grand nombre de courriels souvent répétitifs. Nous avons décidé d’adapter une approche de raisonnement à base de cas (CBR - Case-Based Reasoning) pour confronter ce problème. Cette approche vise à réutiliser des messages antérieurs pour répondre à de nouveaux courriels, en sélectionnant une réponse adéquate parmi les messages archivés et en l’adaptant pour la rendre pertinent par rapport au contexte de la nouvelle requête. L’objectif de nos travaux est de définir une démarche pour aider l’usager d’un système de réponse au courriel à réutiliser les entités nommées de courriels antécédents. Cependant, les entités nommées nécessitent une adaptation avant d’être réutilisées. Pour ce faire, nous effectuons deux tâches qui sont d’abord l’identification des portions modifiables du message antécédent et ensuite la sélection des portions qui seront adaptées pour construire la réponse à la requête. Les deux tâches nécessitent l’utilisation de connaissances. Notre problématique consiste à déterminer si les approches adaptatives, basées sur des techniques d’apprentissage automatique permettent d’acquérir des connaissances pour réutiliser efficacement des entités nommées. La première tâche d’identification des portions modifiables s’apparente à l’extraction d’information. Toutefois nous nous intéressons uniquement aux entités nommées et à leurs spécialisations. La seconde tâche, la sélection de portions à adapter, correspond à une catégorisation de textes dans laquelle nous utilisons la requête pour attribuer une classe à la réponse que nous devons construire. La classe nous indique quelles entités doivent être adaptées. ii Nous avons étudiés et comparées différentes approches pour les deux tâches. Ainsi, nous avons testés pour l’extraction, les approches manuelle et automatiques, de haut en bas (top-down) et de bas vers le haut (bottom-up) sur un corpus de courriels. Les résultats obtenus par l’approche manuelle sont excellents. Toutefois nous observons une dégradation pour les approches automatiques. Pour la catégorisation, Nous avons évalué différentes représentations des textes et des mots, l’utilisation de poids pour ces derniers, et l’impact d’une compression obtenue par l’utilisation de règles d’association. Les résultats obtenus sont généralement satisfaisants et nous indique que notre approche, composée des deux tâches décrites précédemment, pourrait s’appliquer à notre problème de réponse automatique aux courriels. / An automatic e-mail response system is a solution for improving the operations of certain business services, like customers’ services or investor relations. Those services are dealing with a large volume requests coming through e-mail messages, most of them being repetitive. We have decided to explore a CBR approach (Case-Based Reasoning) for this problem. Such an approach makes use of antecedent messages to respond to new incoming e-mails. Requests coming from customers or investors are often redundant; we could select an adequate answer among the archived messages, and then adapt it to make it coherent with the actual context of the new message request. In this project, we address the re-use problem, but more specifically the identification of named entity and their specialized roles. These entities are portions of text strongly depend on the context of the antecedent message, and hence need some adaptation to be re-used. We divide the reuse process in two tasks which are: a) the identification of modifiable portions of an antecedent message; b) the selection of portions to be adapted to build the answer of the request. For first task, we make use of information extraction techniques. But we will concentrate our efforts uniquely on the extraction of named entities and their specializations. For second task we make use of text classification techniques to decide which portions are subject to adaptation. This decision is based on the context of the request, words which compose it. We used different approaches for the two tasks. We tested manual and automatics top-down and bottom-up extraction techniques on an e-mail corpus for the identification of iv modifiable portions extraction task. Manual approach gives us excellent results. But, we notice a degradation of performance for automatic extraction techniques. For the selection of portions to be adapted, we compared made use of association rules and various word representation. Association rules use permits to compress data without degrades results a lot. Globally, results are good and indicate that our approach, desrcibes before, could be applied to our problem.

De nombreux systèmes de communication sans fil ont adopté les codes turbo et les codes convolutifs comme schéma de codes correcteurs d'erreurs vers l'avant (FEC) pour les données et les canaux généraux. Toutefois, certaines versions proposent les codes LDPC pour la correction d'erreurs en raison de la complexité de l'implémentation des décodeurs turbo et le succès de certains codes LDPC irréguliers dans la réalisation des mêmes performances que les codes turbo les dépassent dans certains cas avec une complexité de décodage plus faible. En fait, les nouvelles versions des standards de ces systèmes travaillent côte à côte dans des dispositifs réels avec les plus anciennes qui sont basées sur les codes turbo et les codes convolutifs. En effet, ces deux familles de codes offrent toutes deux d'excellentes performances en termes de taux d'erreur binaire (TEB). Par conséquent, il semble être une bonne idée d'essayer de les relier de manière à améliorer le transfert de technologie et l'hybridation entre les deux méthodes. Ainsi, la conception efficace de décodeurs universels des codes convolutifs, turbo, et LDPC est critique pour l'avenir de l'implémentation des systèmes sans fil. En outre, un décodeur efficace pour les codes turbo et codes convolutifs est obligatoire pour la mise en oeuvre de ces systèmes sans fil. Cela pourrait se faire par l'élaboration d'un algorithme de décodage unifié des codes convolutifs, turbo et LDPC par des simulations et des études analytiques suivies d'une phase de mise en oeuvre. Pour introduire ce décodeur universel, il existe deux approches, soit sur la base de l'algorithme du maximum a posteriori (MAP) ou l'algorithme de propagation de croyance (BP). D'une part, nous étudions une nouvelle approche pour décoder les codes convolutifs et les turbo codes au moyen du décodeur par propagation de croyances (BP) décodeur utilisé pour les codes de parité à faible densité (codes LDPC). En outre, nous introduisons un système de représentation général pour les codes convolutifs par des matrices de contrôle de parité. De plus, les matrices de contrôle de parité des codes turbo sont obtenus en traitant les codes turbo parallèles comme des codes convolutifs concaténés. En effet, l'algorithme BP fournit une méthodologie très efficace pour la conception générale des algorithmes de décodage itératif de faible complexité pour toutes les classes des codes convolutifs ainsi que les turbo-codes. Alors qu'une petite perte de performance est observée lors du décodage de codes turbo avec BP au lieu du MAP, cela est compensé par la complexité moindre de l'algorithme BP et les avantages inhérents à une architecture unifiée de décodage. En outre, ce travail exploite la représentation tail-biting de la matrice de contrôle de parité des codes convolutifs et des codes turbo, ce qui permet le décodage par un algorithme de propagation de croyance unifiée (BP) pour les nouveaux systèmes de communication sans fils tels que le WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) et le LTE (Long Term Evolution). D'autre part, comme solution alternative, une recherche est effectuée sur la façon de produire un décodeur combiné de ces deux familles de codes basé sur l'algorithme MAP. Malheureusement, cette seconde solution nécessite beaucoup de calculs et de capacité de stockage pour sa mise en oeuvre. En outre, ses récurrences en avant et en arrière résultent en de longs délais de décodage. Entre temps, l'algorithme MAP est basé sur le treillis et la structure en treillis du code LDPC est suffisamment compliquée en raison de la matrice de contrôle de parité de grande taille. En conséquence, cette approche peut être difficile à mettre en oeuvre efficacement car elle nécessite beaucoup de calculs et une grande capacité de stockage. Enfin, pour prédire le seuil de convergence des codes turbo, nous avons appliqué la méthode de transfert d'information extrinsèque (EXIT) pour le décodeur correspondant en le traitant comme une concaténation de noeuds de variable et de contrôle.

Présentement, le commerce électronique est requis pour agir plus intelligemment et de façon autonome avec le minimum d'intervention humaine. Cette exigence demande à la communauté du Web de développer une infrastructure qui soutient un interfonctionnement au niveau sémantique. En attendant, le Web Sémantique, comme une recherche du Web futur, apporte une nouvelle occasion et une perspective au commerce électronique conventionnel. Le Web Sémantique est une recherche avancée promue par W3C, qui vise à améliorer de l'état du World Wide Web par les techniques sémantiques. Dans ce mémoire, nous proposons une plateforme conceptuelle pour le commerce électronique basée sur les technologies du Web Sémantique, dans laquelle une Machine Virtuelle Sémantique est ajoutée. Par ailleurs, nous suggérons un workflow corrélatif en faisant une recherche des techniques liées à ce dernier. Finalement, un outil pratique de recommandation de carte de crédit est construit sur la plateforme conçue. Par cet outil l'admission traditionnelle de la lecture de document et d'interaction humaine est remplacée par la suggestion intelligente de la machine qui augmente significativement la qualité des services et la satisfaction des utilisateurs. / Nowadays, eCommerce is asked to act more intelligently and autonomously with a minimal human intervention. This requirement challenges the Web community to develop an infrastructure that supports a semantic level interoperability. Meanwhile, the Semantic Web, as an investigation of the next generation Web, brings a new opportunity and perspective to eCommerce. The Semantic Web is a W3C driven major development aiming at improving the state of the World Wide Web through semantic technologies. In this thesis, towards the study of the Semantic Web applied to eCommerce, we propose a conceptual framework for the Semantic Web-based eCommerce, in which a Semantic Virtual Machine is added. Besides, we suggest a correlative workflow and make an investigation of the key technologies related with this workflow. Finally, a practical credit card recommendation tool is built on the framework. Through this tool, the traditional document-reading and human-interactive admission is replaced by the smart machine suggestion, which significantly enhances the services' quality and users' satisfaction.