L'objectif principal de ce travail de recherche est de contrôler l'évolution de la distribution des tailles de cristaux (DTC) dans un procédé de cristallisation en batch. Nous avons été amenés à chercher une résolution numérique du bilan de population et à proposer un algorithme rapide et précis. La méthode numérique a été étendue au cas de la taille des cristaux multidimensionnels en utilisant un maillage mouvant. Nous avons étudié le problème de la commandabilité du système à partir de son modèle discrétisé et puis à partir du modèle continu. Nous avons conçu une loi de commande en boucle fermée pour atteindre la DTC désirée à partir de la condition initiale. Pour compenser l'incertitude des paramètres du modèle, nous avons ajouté un second contrôle par retour d'état afin d'assurer la poursuite de la DTC désirée en présence de l'incertitude des paramètres. Nous avons construit un observateur qui nous permet d'avoir en ligne l'estimation des variables d'états. Ces variables d'état estimées sont utilisées dans la synthèse de la loi du contrôle

La RFID est une technologie majeure qui connaît depuis plus d'une dizaine d'années un essor considérable en termes d'applications. Cependant son déploiement à grande échelle reste limité par des plusieurs verrous technique et technologique par lesquels la portée de lecture des tags et leur forte sensibilité à l'environnement de l'application. Le travail engagé dans cette thèse vise le développement des nouvelles antennes lecteurs pour systèmes RFID UHF champ proche. Ce type de système exploite la bande UHF de la RFID en zone de champ proche pour la traçabilité des cibles de taille miniature sur une zone proche du lecteur avec une portée limitée. Les tags se trouvant au delà de cette portée ne doivent pas être détectés par le lecteur. L'objectif dans ce travail est d'apporter des solutions au niveau des antennes lecteurs également celles du tag pour assurer une détection des tags sur une zone confinée de l'espace. Actuellement, moyennant l'utilisation d'un tag sous forme de boucle (1*1 cm²), il est possible de lire ce dernier en contact, c'est à dire dans la zone 0 – 10 cm. Il fallait donc pouvoir assurer une lecture fiable (de type couplage EM) pour une portée s'étendant d'une dizaine de centimètres. Les antennes lecteurs champ proche développés dans ce travail sont en mesure d'assurer une zone de lecture limitée (20 à 35 cm) qui s'étend sur une dizaine de centimètres de côté. / RFID is one of the most popular technologies in this decade. However, its deployment at a high scale is limited by several technical and technological limitations as the read range of tags and their sensitivity to the application's environment. In this thesis we focus on the development of new reader antennas for Near Field UHF RFID systems. This type of system uses the UHF RFID band in near field zone for the traceability of miniature size targets on an area near the reader with a limited zone. Tags being outside this zone should not be detected by the reader .One of the objective of this thesis is to provide solutions in terms of readers and tag antennas to ensure detection tags on a confined area of space. Actually, we can read loop RFID tag (1*1 cm²) in contact (read range 0-10 cm). So we have to be able to ensure a good reading of tag (EM coupling) in a range from few centimeters to meters. Near field reader antenna developed in this thesis work, has a limited range between 20 and 30 cm with a large reading zone.

Cette thèse propose une analyse comparative acoustique et perceptive de la voix d’un effectif statistiquement fiable d’enfants sourds appareillés et implantés cochléaires. Peu de paramètres diffèrent de manière significative entre le groupe d’enfants sourds ayant été appareillés et implantés avant l’âge de trois ans, et le groupe d’enfants entendants. L’ensemble de résultats indiquent que la voix des enfants de notre étude ne présente pas les caractéristiques traditionnellement retenues pour déterminer la voix pathologique. Par ailleurs, les caractéristiques de la voix des enfants implantés cochléaires sont sensiblement comparables à celles des enfants entendants. Fort de ces résultats expérimentaux, nous avons proposé un modèle « vibro-acoustique » de la régulation de la voix des enfants sourds « oralisés », et développé un simulateur numérique de la boucle audio-phonatoire. / This dissertation presents an acoustic and perceptive comparative analysis of the voice in a reliable size group of fitted and cochlear implanted deaf children. There are very few significantly different parameters between fitted and implanted children before three years old and normal children. Results do not confirm that hearing-impaired children’s voices of our study are pathological. Furthermore, characteristics of cochlear implanted voices are nearly comparable to normal children’s voices. As a consequence of these results, we propose a « vibro-acoustic model » and a software of voice control mechanism in deaf children.

Les calculs de précision dans les théories de jauge jouent un rôle très important pour l’étude de la physique du Modèle Standard et au-delà dans les super-collisionneurs de particules comme le LHC, TeVatron et ILC. Par conséquent, il est extrêmement important de fournir des outils du calcul d’amplitudes à une boucle stables, rapides, efficaces et hautement automatisés. Cette thèse a pour but de développer la bibliothèque d’intégrales Golem95. Cette bibliothèque est un programme écrit en Fortran95, qui contient tous les ingrédients nécessaires pour calculer une intégrale scalaire ou tensorielle à une boucle avec jusqu’à six pattes externes. Golem95 utilise une méthode traditionnelle de réduction (réduction à la Golem) qui réduit les facteurs de forme en des intégrales de base redondantes qui peuvent être scalaires (sans paramètres de Feynman au numérateur) ou tensorielles (avec des paramètres de Feynman au numérateur); ce formalisme permet d’éviter les problèmes de l’instabilité numérique engendrés par des singularités factices dues à l’annulation des déterminants de Gram. En plus, cette bibliothèque peut être interfacée avec des programmes du calcul automatique basés sur les méthodes d’unitarité comme GoSam par exemple. Les versions antérieures de Golem95 ont été conçues pour le calcul des amplitudes sans masses internes. Le but de ce travail de thèse est de généraliser cette bibliothèque pour les configurations les plus générales (les masses complexes sont incluses), et de fournir un calcul numériquement stable dans les régions problématique en donnant une représentation intégrale unidimensionnelle stable pour chaque intégrale de base de Golem95. / Higher order corrections in gauge theories play a crucial role in studying physics within the standard model and beyond at TeV colliders, like LHC, TeVatron and ILC. Therefore, it is of extreme importance to provide tools for next-to-leading order amplitude computation which are fast, stable, efficient and highly automatized. This thesis aims at developing the library of integrals Golem95. This library is a program written in Fortran95, it contains all the necessary ingredients to calculate any one-loop scalar or tensorial integral with up to six external legs. Golem95 uses the traditional reduction method (Golem reduction) to reduce the form factors into redundant basic integrals, which can be scalar (without Feynman parameters in the numerator) or tensorial (with Feynman parameter in the numerator); this formalism allows us to avoid the problems of numerical instabilities generated by the spurious singularities induced by the vanishing of the Gram determinants. In addition, this library can be interfaced with automatic programs of NLO calculation based on the unitarity inspired reduction methods as GoSam for example. Earlierversions of Golem95 were designed for the calculation of amplitudes without internal masses. The purpose of this thesis is to extend this library for more general configurations (complex masses are supported); and to provide numerically stable calculation in the problematic regions (det(G) → 0), by providing a stable one-dimensional integral representation for each Golem95 basic integral.

Cette thèse se concentre sur trois sujets liés aux SLE(k) processus. La première partie concerne le processus dipolar SLE(k) et la mesure de restriction conforme à la bande ; La deuxième partie porte sur la propriété de connectivité de la mesure de la boucle brownienne ; Et la troisième partie porte sur le spectre des moyens intégrés généralisés du processus entier intérieur des processus Loewner piloté par un processus Lévy. / This thesis focuses on three topics related to the SLE(k) processes. The first part is about the dipolar SLE(k)process and the conformal restriction measure on the strip ; the second part is about the connectivity propertyof the Brownian loop measure ; and the third part is about the generalized integral means spectrum of the innerwhole plane Loewner processes driven by a Lévy process.

Une étude précise des écoulements gaz-particules poly-solides et réactifs rencontrés dans les lits fluidisés circulants (LFC) appliqués au procédé de Chemical Looping Combustion (CLC) est indispensable pour prédire un point de fonctionnement stable et comprendre l'influence de la réaction et de la polydispersion sur l'hydrodynamique des LFC. Dans ce but, des simulations avec le code NEPTUNE_CFD ont été confrontées aux expériences menées à l'Université Technologique de Compiègne par ALSTOM. Cette modélisation a été validée sur des LFC non réactifs mono-solides et poly-solides. L'influence des caractéristiques des particules et de la position des injecteurs sur l'entrainement de solide est étudiée. Un modèle de prise en compte de la production locale de gaz au cours de la réaction est présenté. L'étude locale de l'écoulement a permis de comprendre l'influence des collisions interparticulaire et de la production locale de gaz sur l'écoulement. Finalement, un point de fonctionnement a été proposé pour le pilote CLC en construction à Darmstadt. Ce travail a montré que NEPTUNE_CFD pouvait prédire l'hydrodynamique de LFC poly-solides à l'échelle du pilote industriel et participer au dimensionnement de centrales de types CLC. / This work deals with the development, validation and application of a model of Chemical Looping Combustion (CLC) in a circulating fluidized bed system. Chapter 1 is an introduction on Chemical Looping Combustion. It rst presents the most important utilizations of coal in the energy industry. Then, it shows that because of the CO2 capture policy, new technologies have been developed in the frame of post-combustion, pre-combustion and oxy-combustion. Then, the Chemical Looping Combustion technology is presented. It introduces multiple challenges: the choice of the Metal Oxide or the denition of the operating point for the fuel reactor. Finally, it shows that there are two specicities for CFD modeling: the influence of the collisions between particles of different species and the local production of gas in the reactor due to the gasication of coal particles. Chapter 2 outlines the CFD modeling approach: the Eulerian-Eulerian approach extended to flows involving different types of particles and coupled with the chemical reactions. Chapter 3 consists in the validation of the CFD model on mono-solid (monodisperse and poly-disperse) and poly-solid flows with the experimental results coming from an ALSTOM pilot plant based at the Universite Tchnologique de Compiegne (France). The relevance of modeling the polydispersity of a solid phase is shown and the influence of small particles in a CFB of large particles is characterized. This chapter shows that the pilot plant hydrodynamics can be predicted by an Eulerian-Eulerian approach. Chapter 4 consists in the validation of the CFD model on an extreme bi-solid CFB of particles of same density but whith a large particle diameter ratio. Moreover, the terminal settling velocity of the largest particles are twice bigger than the fluidization velocity: the hydrodynamics of the large particles are given by the hydrodynamics of the smallest. An experiment performed by Fabre (1995) showed that large particles can circulate through the bed in those operating conditions. Our simulations predicted a circulation of large particles, but underestimated it. It is shown that it can be due to mesh size eect. Finally, a simulation in a periodic box of this case was dened and allowed us to show the major influence of collisions between species. Chapter 5 presents the simulation of a hot reactive CLC pilot plant under construction in Darmstadt (Germany). The simulations account for the chemical reactions and describe its eect on the hydrodynamics. Different geometries and operating conditions are tested.

Le cervelet joue un rôle fondamental dans la coordination, l'ajustement, la planification et l'automatisation des mouvements, dans la modulation des réflexes ou encore dans certaines fonctions cognitives. Pour ce faire, il va collecter des informations motrices et sensorielles provenant aussi bien du cortex cérébral que du reste du corps. Ces informations sont relayées vers le cortex et les noyaux cérébelleux via les fibres grimpantes et les fibres moussues. Les fibres grimpantes, projetant depuis l'olive inférieure, convoient des signaux sensori-moteurs impliqués dans certains apprentissages et dans la régulation temporelle des activités cérébelleuses. Ces processus jouent un rôle modulateur de la décharge et des plasticités des cellules de Purkinje. Ces dernières ciblent les noyaux cérébelleux qui représentent l'unique sortie du cervelet. Les efférences de ces noyaux cérébelleux incluent une projection GABAergique dirigée sur l'olive inférieure. Ainsi, les connexions entre l'olive inférieure et le cervelet constituent potentiellement une boucle fermé olivo-cortico-nucléaire. Nos études se basent sur les enregistrements électrophysiologiques in vitro et in vivo de ces trois structures effectués sur un modèle de souris génétiquement modifiées qui permet un contrôle spécifique de la décharge des cellules de Purkinje par l'utilisation de l'optogénétique. La stimulation lumineuse du cortex cérébelleux de ces souris transgéniques active les cellules de Purkinje ainsi que la boucle olivo-cortico-nucléaire sur un délai total d'environ 100 ms. Ces résultats démontrent pour la première fois que les cellules de Purkinje contrôlent de manière phasique leurs afférences olivaires et que ce processus pourrait participer à la régulation des apprentissages moteurs cérébelleux. / The cerebellum plays a fundamental role in coordination, adjustment, planning and automation of movements, in the modulation of reflexes and in some cognitive functions. To do this, it will collect motor and sensory information from both the cerebral cortex and the rest of the body. These information are relayed to the cortex and cerebellar nuclei via climbing fibers and mossy fibers. Climbing fibers, the projections from the inferior olive to the cerebellar cortex, carry sensorimotor error and clock signals that trigger motor learning by controlling cerebellar Purkinje cell synaptic plasticity and discharge. Purkinje cells target the deep cerebellar nuclei, which are the output of the cerebellum and include an inhibitory GABAergic projection to the inferior olive. This pathway identifies a potential closed loop in the olivo-cortico-nuclear network. Therefore, sets of Purkinje cells may phasically control their own climbing fiber afferents. Here, using in vitro and in vivo recordings, we describe a genetically modified mouse model that allows the specific optogenetic control of Purkinje cell discharge. Tetrode recordings in the cerebellar nuclei demonstrate that focal stimulations of Purkinje cells strongly inhibit spatially restricted sets of cerebellar nuclear neurons. Strikingly, such stimulations trigger delayed climbing-fiber input signals in the stimulated Purkinje cells. Therefore, our results demonstrate that Purkinje cells phasically control the discharge of their own olivary afferents and thus might participate in the regulation of cerebellar motor learning.

Le traitement du diabète de type 1 en boucle fermée représente un enjeu majeur tant sur le plan sociétal que thérapeutique. L’une des solutions consiste en une formulation thérapeutique basée sur des microvéhicules capables de délivrer la bonne dose d’insuline selon une cinétique adaptée aux variations de la glycémie. Les microgels sont des particules de polymère réticulé formant des édifices submicrométriques tridimensionnels gonflés par un solvant, dont le taux de gonflement dépend des conditions environnementales. Leur porosité permet à la fois l’encapsulation d’espèces et leur libération à une vitesse dépendant de leur diffusion à travers le réseau. Nous avons synthétisé des microgels à base de poly(N-alkylacrylamide) fonctionnalisés par des récepteurs du glucose dérivés de l’acide phénylboronique. Ces microgels, à la base thermosensibles, présentent la propriété de changer de volume en fonction de la concentration en glucose et se présentent comme d’excellents candidats pour la délivrance auto-régulée d’insuline dans le cadre du traitement du diabète. Ils permettent la délivrance répétée de doses d’insuline modulée par la glycémie. La quantité d’insuline encapsulée a pu être améliorée en structurant les microgels en architecture cœur-écorce ou capsule.En outre, nous avons utilisé ces microgels pour développer des capteurs au glucose, sélectifs vis-à-vis des autres saccharides et quelques études de cytotoxicité ont été amorcées et ont permis d’établir avec satisfaction que certains de nos objets n’étaient pas toxiques.Les résultats obtenus ont donc permis d’affirmer que la technologie des microgels sensibles au glucose peut répondre de manière conceptuelle aux attentes des patients diabétiques pour permettre la délivrance d’insuline en boucle fermée. / Bioresponsive hydrogels can change many of their physical properties in response to the recognition of a target in the solution. In particular, changes in hydrogel swelling lead in turn to controllable changes in shape, volume, pore size, mechanical and optical properties. We focus our research on the development of glucose-responsive microgels which hold promising interest in the field of both sensing and drug delivery. These cross-linked polymer particles, made of highly swollen networks, can swell proportionally to the concentration of glucose in the surrounding medium. Since they are porous, they can entrap a drug and release it a rate dependent on their swelling degree, which is of particular interest in the case of insulin as a drug. Such systems could be used as self-regulated insulin delivery systems for diabetes treatment. With that aim, we have designed microgels able to sense glucose concentrations in the patho-physiological range, under physiological conditions. Insulin was successfully loaded into the nanogels and was shown to be released at a rate dependent on glucose concentration. Furthermore, microgels with a controlled internal structure were synthesized, such as core-shell microgels and capsules. These latter developments led to improvements in terms of insulin encapsulation efficiency and glucose-triggered delivery. Besides, other nanogel formulations were investigated, in order to improve both their biocompatibility as well as the selectivity of their response to glucose compared to other saccharides.

Cette thèse a pour but l’étude de la détection basée sur modèle de défauts pour lesmoteurs Diesel produits en grande série. La nécessité d’une surveillance continue del’état de santé des véhicules est maintenant renforcée par la législation Euro VI sur lesémissions polluantes, qui sera probablement rendue encore plus contraignante dans sesprochaines révisions. Dans ce contexte, le développement de stratégies robustes, faciles àcalibrer et valides pour des systèmes dispersés (car produits en grande série) procureraitun avantage considérable aux constructeurs automobile. L’étude développée ici tentede répondre à ces besoins en proposant une méthodologie générique. On utilise desobservateurs adaptatifs locaux pour des systèmes scalaires non linéaires et affines parrapport à l’état, pour résoudre les problèmes de la détection de défauts, de son isolationet de son estimation d’une façon compacte. De plus, les incertitudes liées aux biais demesure et de modèle et aux dérives temporelles nécessitent d’améliorer les méthodes dedétection par l’utilisation de seuils robustes pour éviter les fausses détections. Dans cettethèse, on propose un seuil variable basé sur la condition d’observabilité du paramètreimpacté par le défaut et sur une étude de sensibilité par rapport aux incertitudes surles entrées ou sur le modèle. Cette méthode permet, entre autres, de fournir un outild’analyse pour la sélection des conditions de fonctionnement du système pour lesquelsle diagnostic est plus fiable et plus robuste par rapport aux incertitudes sur les entrées.L’approche présentée a été appliquée avec succès et validée de façon expérimentale surun moteur Diesel pour le problème de détection de fuite dans le système d’admissiond’air, puis dans un environnement de simulation pour le problème de détection dedérive d’efficacité turbine. On montre ainsi ses avantages en termes de fiabilité dedétection, d’effort de calibration, et pour l’analyse des conditions de fonctionnementmoteur adaptées au diagnostic. / The study of model-based fault detection for mass production Diesel engines isthe aim of this thesis. The necessity of continuous vehicles health monitoring is nowenforced by the Euro VI pollutant legislation, which will probably be tightened in itsfuture revisions. In this context developing a robust strategy that could be easilycalibrated and work with different systems (due to production variability) would bea tremendous advantage for car manufacturers. The study developed here tries toanswer to those necessities by proposing a generic methodology based on local adaptiveobservers for scalar nonlinear state-affine systems. The fault detection, isolation andestimation problems are thus solved in a compact way. Moreover, the uncertaintiesdue to measurement or model biases and time drifts lead to the necessity of improvingthe detection methodology by the use of robust thresholds that could avoid undesiredfalse alarms. In this thesis a variable threshold is proposed based on the observabilitycondition and the sensitivity analysis of the parameter impacted by the fault withrespect to input or model uncertainties. This approach allows, among other things, tobe used as an analysis tool for the individuation of the system operating points for whichthe diagnosis is more reliable and more robust to inputs uncertainties. The discussedapproach has been successfully implemented and experimentally tested on a real Dieselengine for the intake leak detection and for the turbine efficiency loss drift detectionin a co-simulation environment showing its advantages in term of detection reliability,calibration effort and engines diagnosis operating condition analysis.

Les produits avec des phases d'usage multiple sont de plus en plus pris en considération a du fait des pressionséconomiques et environnementales. Ces produits aux cycles de vie complexes, utilisent des process tels que leremanufacturing. Ces process doivent être modélisés et évaluée par des équipes de conception. Cette thèse montrecomment représenter, modéliser et évaluer des produits en cycle de vie à boucle fermées. L'étude montre commentétablir des évaluations environnementales pour ces produits et les comparer aux évaluations environnementales decycles de vie classiques.Les modèles ont été développés sur des travaux antérieurs, tels que la méthodologie de Gehin et al. basée sur leconcept du brique du cycle de vie produit. La première approche proposée sert pour évaluer les bénéficesenvironnementaux des opérations et des activités autour du cycle de vie de produit en boucle fermée(remanufacturing scénario de fin de vie et systèmes de produit-service comme stratégie de vente des services).L'introduction de systèmes produit-service vise à réduire les impacts environnementaux de produits parl'intensification de l'utilisation. Ainsi, la thèse propose un modèle pour évaluer les éléments de systèmes produitsserviceet leur cycle de vie du point de vue environnemental. La thèse se concentre sur l'élaboration d'un modèle quiintègre le cycle de vie d’un produit-service système et ses paramètres, en tenant en compte des éléments physiques,ainsi que de l'infrastructures, la conception des unités de services, les acteurs dans la logistique et leurs interactions.Les modèles permettent d’identifier et de distinguer les différentes phases du cycle de vie du produit et de réajuster ladécision des concepteurs dans le processus de conception du produit. De plus, le modèle cherche l'intégration desparamètres du process de remanufacturing et des systèmes produit-service dans l'ensemble du cycle de vie duproduit. Les modèles visent à aider la conception de produits et de processus, ainsi que les acteurs de la chaîneapprovisionnement et les personnes chargées de la prise de décision sur la conception du produit et deschangements dans le système.Les résultats peuvent être utilisés, afin d'évaluer la performance environnementale des différents scénarios de fin devie des produits, fournissant un outil pour les concepteurs qui permet de quantifier les avantages environnementauxliés à l'utilisation des produits en cycle de vie en boucle fermée. / Products with multiple use phases have to be considered regarding new economic and environmental pressures.Therefore, the related complex life cycles of (re)manufactured products have to be modeled and assessed by designteams for a better understanding of their performance. This thesis presents methodologies to represent, model andassess closed-loop product lifecycle (focused on remanufacturing strategies). The study shows how to establishenvironmental assessments for remanufactured products life cycles and how to compare them to environmentalassessments for classical life cycles.The present study shows how to establish the models and how to compare the environmental assessments ofremanufactured products life cycles vs. classical life cycle scenarios. The objective is to provide easy to use methodsand tools for designers to allow them quantifying the environmental benefits related to the use of a closed loopstrategy. In this project, a life cycle assessment, life cycle bricks, and a parametric model of the products are used toevaluate and compare the environmental benefits provided by the remanufacturing. The methodologies and modelshave been developed based on previous works, such as the the life cycle bricks concept developed by Gehin et al.[2007].On the other hand, the thesis proposes a model to assess the product-service systems elements and their respectivelife cycle from an environmental point of view. Here, the thesis focuses on the development of a model whichintegrates the product lifecycle within those parameters by a product-service system strategy, taking into accountphysical elements, as well as the infrastructures network, unit services design, supply chain actors and theirinteractions.Finally, a model has been developed to assess from an environmental point of view the data of the operations andactivities around product life cycle of the products with final non classic disposition scenarios (remanufacturing asend-of-life scenario and multiple uses by the disposition of the service offers system as a business strategy). Themethodologies and models proposed allow identifying and distinguishing impacts between the different product lifecycle stages and readjust the designers’ decision at the product design stage. The results can be further used insimulation, to evaluate the environmental performance of different product life cycle end-of-life scenarios.