La nouvelle suspension des motoneiges Ski-Doo de l'entreprise Bombardier Produits Récréatifs (BRP), la R-motion, présente un amortisst~ur passif dimensionné pour un type spécifique de motoneige. L'objectif est maintenant de concevoir un amortisseur ajustable couvrant la vaste plage de fonctionnement de trois amortisseurs présents sur différents modèles de motoneiges et ainsi permettre à BRP d'avoir un seul amortisseur pour la famille de suspensions R-motion. Pour comprendre les phénomènes internes à l'origine de la force d'amortissement, la modélisation d'un amortisseur de référence a été effectuée en intégrant un nouveau modèle de déflexion de cales dans le modèle d'amortisseur de Talbott. Des essais expérimentaux effectués sur des empilements de cales de l'amortisseur de référenoe ont permis de corréler le modèle développé aux résultats expérimentaux. Par la suite, cette connaissance a été utilisée, pour simuler le comportement d'un prototype d'amortisseur ayant deux valves ajustables fournissant une plage d'amortissement en compression et une autre en détente. Une deuxième phase expérimentale a alors été réalisée. Elle a servi à valider l'architecture en série utilisée pour placer les valves dans le prototype, puis elle a permis de trouver la meilleure configuration de valves ajustables en compression et en détente pour répondre au cahier des charges.

Pour répondre aux besoins des clients concepteurs de systèmes IRM (Imagerie par Résonnance Magnétique), EXXELIA TEMEX veut étendre sa gamme de composants non-magnétiques. Mon travail de thèse s'inscrit dans le cadre du développement d’une nouvelle gamme de condensateurs ajustables non-magnétiques (aussi appelés trimmers) capables de tenir des environnements extrêmes en tension pour des applications de l’IRM. Pour se faire, les composants passifs intégrés doivent respecter les conditions extrêmes de fonctionnement : un courant RF (Radiofréquence) de 30A à 128MHz et une tension efficace jusqu’à 5kV.Dans un premier temps, les propriétés électriques des trimmers existants ont été déterminées expérimentalement et par simulation afin de valider le modèle numérique proposé. Ensuite, les propriétés électriques des différents diélectriques constitutifs du condensateur sont déterminées expérimentalement. A partir de considérations théoriques, nous avons établi des expressions nécessaires aux calculs des capacités et des fréquences de résonance. Le trimmer est ensuite dimensionné par simulation numérique (méthode des éléments finis) puis fabriqué. Deux modèles de diélectriques sont étudiés. Le gap d’air présent entre les électrodes est évalué par simulation numérique avant validation expérimentale. L’influence de l’air sur les performances du prototype final est finalement abordée : la tension de claquage et de la variation de la fréquence de résonance et de la capacité sont successivement traités. / As a non-invasive imaging technology, MRI (magnetic resonance imaging) revolutionizes medical diagnosis and diseases detection. Without damaging radiation, MRI systems use radio frequency (RF) waves to produce three dimensional detailed anatomical images. To reach the operating frequency of the next generation of MRI, new electronic components, in particular trimmers (called also adjustable capacitors) are necessary to obtain high-quality images. However, trimmers are still developed empirically using expired specifications that no longer respond to MRI requirements.First of all, to provide a high level of image resolution and to reduce manufacturing time and cost, electrical modeling is an important step. Then, according to these numerical simulations, prototypes are designed and then manufactured.

Des métamatériaux homogénéisables à base d'éléments ferromagnétiques et électroniques sont fabriqués, mesurés et modélisés dans le domaine des hyperfréquences. Ces métamatériaux sont des composites artificiels structurés, hétérogènes et parfois multi-échelles à base d'inclusions diélectriques et métalliques, qui présentent des permittivités et des perméabilités artificielles. Dans un premier temps, l'´elaboration d'un critère intégral pour les métamatériaux chiraux permet de cerner les limites en absorption de ces composites. Dans un deuxième temps, l'étude se concentre sur les composites à perméabilité artificielle à base de boucles ou d'hélices métalliques chargées par des composants électroniques actifs ou passifs. Un modèle de perméabilité effective, fondé sur la mesure d'impédance de la charge est proposé.Les boucles peuvent être chargées par des diodes varicap. La perméabilité artificielle est alors ajustable par une tension électrique. Dans ce cas, il est possible de fabriquer un métamatériau actif à bande passante reconfigurable instantanément. Enfin, la dernière partie de cette thèse explore les réseaux de fils métalliques. En utilisant des fils ferromagnétiques, un nouveau comportement diélectrique artificiel est mis en exergue : la permittivité varie sous l'effet d'un champ magnétique. Aprs avoir mis en évidence le phénomène lors d'une étude expérimentale, la modélisation montre que la magnéto-impédance géante est à l'origine du comportement résonant en basses fréquences des réseaux de fils ferromagnétiques.

In different applications, in digital domain, it is necessary to change the sampling rate by an arbitrary number. For example Software Radio which should handle different conversion factors and standards. This work focuses on the problem of designing and implement sampling rate converters for conversions between arbitrary sampling rates. The report presents an overview of different converter techniques as well as considers a suitable scheme with low implementation cost. The creating VHDL generator of Farrow-based structure to speed up the design process is the main task of this work. The suitable design technique which is the most important thing in any design work is presented in the report as well. The scheme which is considered to be suitable is created by VHDL generator and tested in MATLAB. The source code is attached to the report. And some results from tests of the implemented scheme.

<p>In different applications, in digital domain, it is necessary to change the sampling rate by an arbitrary number. For example Software Radio which should handle different conversion factors and standards. </p><p>This work focuses on the problem of designing and implement sampling rate converters for conversions between arbitrary sampling rates. </p><p>The report presents an overview of different converter techniques as well as considers a suitable scheme with low implementation cost. The creating VHDL generator of Farrow-based structure to speed up the design process is the main task of this work. The suitable design technique which is the most important thing in any design work is presented in the report as well. </p><p>The scheme which is considered to be suitable is created by VHDL generator and tested in MATLAB. The source code is attached to the report. And some results from tests of the implemented scheme.</p>

Stucture simple, faible coût, grand espace de travail et technologie mature, ces avantages font que les manipulateurs sériels sont largement utilisés dans de nombreux domaines industriels. Avec le développement rapide de l'industrie et les diverses applications des manipulateurs sériels, de nouvelles exigences strictes sont souhaitées, telles que la stabilité robuste, la grande précision de positionnement et la cadence élevée.Un des moyens efficaces pour améliorer les performances mentionnées est la conception de manipulateurs sériels à découplage dynamique. Dans ce cadre, l'objectif de cette thèse est de valider une structure simple permettant de réaliser un découplage dynamique complet des manipulateurs sériels en tenant compte de la charge embarquée.Le chapitre 1 présente les solutions connues et décrit les inconvénients liés aux différentes techniques permettant une simplification de la dynamique des manipulateurs. L'étude de la bibliographie a permis d'affiner les objectifs à atteindre. Le chapitre 2 traite de la conception de manipulateurs sériels réglables à dynamique linéarisée et découplée. Sans la charge embarquée, la méthode développée réalise le découplage dynamique par rotation inverse des bras et par redistribution optimale des masses. La charge embarquée qui conduit à une perturbation au niveau des équations dynamiques dedécouplage est compensée par la commande.Le chapitre 3 envisage un nouveau concept de découplage dynamique qui consiste à relier aux bras initiaux d'un manipulateur sériel, deux bras additionnels pour réaliser un mécanisme Scott-Russell. Les mouvements opposés des bras du mécanisme Scott-Russell associés à une redistribution optimale des masses permettent de supprimer les termes non linéaires des équations dynamiques du manipulateur. Le modèle linéaire et découplé ainsi obtenu permet de tenir compte de la charge embarquée.Dans le chapitre 4, on considère les propriétés de robustesse (incertitudes paramétriques) de quatre modèles de manipulateurs sériels (un manipulateur couplé, un manipulateur découplé par la commande et les deux manipulateurs découplés qui sont issus des chapitres 2 et 3). Les études qualitatives sont effectuées par simulation en utilisant la même loi de commande optimale et la même trajectoire de référence. Les résultats des simulations permettentde conclure sur la robustesse des manipulateurs décrits aux chapitres 2 et 3 par rapport au manipulateur couplé et au manipulateur découplé par la commande.La méthodologie de conception et les techniques de commande proposées sont illustrées par des simulations réalisées à l'aide des logiciels ADAMS et MATLAB. Les simulations ont confirmé l'efficacité des approches développées. / Simple structure, low cost, large workspace and mature technology, these advantages make the serial manipulators are widely used in many industrialfields. With the rapid development of industry and various applications of serial manipulators, new strict requirements are proposed, such as highstability, high positioning accuracy and high speed operation.One of the efficient ways to improve the mentioned performances is the design of manipulators with dynamic decoupling. Therefore, the goal in thisthesis is to find simple structure pennitting to carry out complete dynamic decoupling of serial manipulators taking into account the changing payload.The review, given in Chapter I, sunmarizes the known solutions and discloses the drawbacks of different techniques permitting a simplification of thedynamics of manipulators. lt allows an identification of objectives that are of interest and should be studied \within the framework of this thesis.Chapter 2 deals with the design of adjustable serial manipulators with linearized and decoupled dynamics. Without payload, the developed methodaccomplishes the dynamic decoupling via opposite rotation of links and optimal redistribution of masses. The payload which leads to the perturbation ofThe dynamic decoupling equations is compensated by the optimal control technique.Chapter 3 deals with a new dynamic decoupling concept, which involves connecting to a serial manipulator a two-link group forming a Scott-Russell mechanism combined with optimal redistribution of masses allows the cancellation of the coefficients of nonlinear terms in the manipulator's dynamic equations. Then, by using the control, the dynamicdecoupling taking into account the changing payload is achieved.In chapter 4, robustness properties (parametric uncertainties) of four various models of serial manipulators (one coupled manipulator, one decoupled manipulator by feedback linearization and the two decoupled manipulators that modeled in chapters 2 and 3) are considered. The given comparison performed via simutations is achieved with the same optimal control law and the same reference trajectory. Simulation results allow one to derive robustness assessments of manipulators described in chapters 2 and 3.The suggested design methodology and control techniques are illustrated by simulations carried out using ADAMS and MATLAB software, which have confirmed the efficiency of the developed approaches.

Les robots vont être de plus en plus utilisés dans les domaines civils, comme dans le domaine militaire. Ces robots, opérant en flottes, peuvent accompagner des soldats au combat, ou accomplir une mission en étant supervisés par un poste de contrôle. Du fait des exigences d'une opération militaire, il est difficile de laisser les robots décider de leurs actions sans accord d'un opérateur ou surveillance, en fonction de la situation. Dans cette thèse, nous nous attardons sur deux problématiques:D'une part, nous cherchons à exploiter l'autonomie ajustable de sorte à ce qu'un robot puisse accomplir sa mission de la manière la plus efficace possible, tout en respectant des restrictions assignées par un opérateur sur son niveau d'autonomie. Pour cela, celui-ci est en mesure de définir pour un ensemble d'états et d'actions donné un niveau de restriction. Ce niveau peut par exemple imposer au robot la télé-opération pour accéder à une zone à risque.D'autre part, comme nous envisageons la possibilité que plusieurs robots soient déployés en même temps, ces robots doivent se coordonner pour accomplir leurs objectifs. Seulement, comme les opérateurs peuvent prendre le contrôle de certains d'entre eux, la question de la coordination se pose. En effet, l'opérateur ayant ses propres préférences, perception de l'environnement, connaissances et étant sujet aux stress, hésitations, il est difficile de prévoir les actions que celui-ci va effectuer, et donc de s'y coordonner. Nous proposerons dans cette thèse une approche visant à estimer la politique exécutée par un robot télé-opéré à partir d'apprentissage basé sur les actions observés de ce robot.La notion de planification est très présente dans ces travaux. Ceux-ci se baseront sur des modèles de planifications comme les Processus Décisionnels de Markov. / Robots will be more and more used in both civil and military fields. These robots, operating in fleet, can accompany soldiers in fight, or accomplish a mission while being supervised by a control center. Considering the requirement of a military operation, it is complicated to let robots decide their action without an operator agreement or watch, in function of the situation.In this thesis, we focus on two problematics:First, we try to exploit adjustable autonomy to make a robot accomplishes is mission as efficiency as possible, while he respects restrictions, assigned by an operator, on his autonomy level. For this, it is able to define for given sets of states and actions a restriction level. This restriction can force, for example, the need of being tele-operated to access a dangerous zone.Secondly, we consider that several robots can be deployed at the same time. These robots have to coordinate to accomplish their objectives. However, since operators can take the control of some robots, the coordination is harder. In fact, the operator has preferences, perception, hesitation, stress that are not modeled by the agent. It is then hard to estimate his next actions, so to coordinate with him. We propose in this thesis an approach to estimate the policy executed by a tele-operated robot from learning methods, based on observed actions from this robot.The notion of planning his important in these works. These are based on planning models, such as Markov Decision Processes.

La variation de vitesse des machines électriques est une application très porteuse de l’électronique de puissance. La solution de conversion la plus répandue consiste à connecter en cascade deux convertisseurs statiques et d’effectuer une double conversion (AC/DC/AC). Une autre solution, faiblement répandue dans l’industrie, effectue une conversion directe AC/AC. Ce mémoire effectue une synthèse sur les solutions de conversion directe ainsi que sur les stratégies de modulation des convertisseurs matriciels et matriciels « double étage » dans le but de piloter des machines électriques triphasées à partir d’un réseau alternatif triphasé. Cette synthèse a permis de développer une modulation scalaire généralisée, associée à un modulateur par porteuse, équivalente à la modulation vectorielle et applicable aux différents convertisseurs matriciels. Les modulations, à nombre de commutation réduit par période de découpage, ont été approfondies. Cette généralisation a permis de mettre en évidence une solution réduisant les pertes et améliorant le comportement électromagnétique du dispositif comparativement aux modulations traditionnellement utilisées. La présentation des contraintes réelles (commande rapprochée des interrupteurs, Les protections ainsi que le filtrage) est abordée et a été utilisée pour développer une maquette laboratoire. Les stratégies de modulation ont été implantées expérimentalement et valident l’étude théorique. Enfin, un fonctionnement direct à la fréquence réseau, sans modulation donc à faibles pertes, est proposé. Un fonctionnement particulier est introduit, permettant d’effectuer le transitoire du mode modulé classique au fonctionnement direct non modulé / In the power electronics field, the adjustable speed drives is a growing application for electric motors control. The most common conversion solution is to connect in series two static converters and perform a double conversion (AC/DC/AC). Another solution, hardly proposed by industry, uses a direct AC/AC conversion. This thesis aims to make a direct conversion solutions and matrix converters and ‘‘two stage’’ matrix converters modulation strategies synthesis for the purpose to control three-phase electric motor with a three phase input network. This synthesis has developed a generalized scalar modulation, combined with a carrier wave modulator, equivalent to the space vector modulation and applied to matrix converters and the ‘‘two stage’’ matrix converters. Some attention has been done to reduced the switching number during the modulation period. The generalization allows to propose a modified modulation which reduces the losses and improves the electromagnetic performance compared to the traditional modulations used for these kind of converters. The practical constraint (switches control, protection system and filtering) are discussed and has been used to develop a laboratory prototype. The modulations strategies have been implemented experimentally and validate the theoretical study. Finally, a direct function mode with an equal frequency between the input and output network is proposed, without modulation and therefore low losses. In the last part, a particular operation mode is then introduced, permitting the transient operation between the modulated conventional mode to the direct mode without modulation