Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

In der vorliegenden Arbeit wurde der elektrische Transport im Schwere-Fermionen-System YbRh2Si2 sowohl in seiner stöchiometrischen Form als auch mit teilweiser isoelektronischer Substitution von Ir oder Co auf dem Rh-Platz untersucht. In YbRh2Si2 liegt ein quantenkritischer Punkt vor, der zugänglich ist, indem der antiferromagnetische Phasenübergang mittels eines kleinen Magnetfelds zum absoluten Nullpunkt der Temperatur unterdrückt wird. Die zentralen Messungen des Hallkoeffizienten zeigen einen Übergang der in der Extrapolation zu T=0 zu einer Diskontinuität wird und somit auf eine Rekonstruktion der Fermifläche am quantenkritischen Punkt schließen lässt. Dies belegt die unkonventionelle Natur der Quantenkritikalität in YbRh2Si2. Unterstützt wird dies auf fundamentale Weise durch verknüpfungen mit unkonventionellem Skalierungsverhalten. In den Proben mit teilweiser Substitution wird der Einfluss einer Veränderung der Gitterparameter auf die Quantenkritikalität mit Hilfe von Widerstandsmessungen untersucht. Dabei zeigt sich, dass der magnetische Übergang von der Fermiflächenrekonstruktion separiert wird. Für Proben mit teilweiser Ir-Substitution, welche negativen Drücken entspricht, scheint im Zwischenbereich eine neuartige metallische Spinflüssigkeit hervorzutreten. / This work investigates the electrical transport of the heavy-fermion compound YbRh2Si2 in its stoichiometric form as well as with slight isoelectronic substitution of Ir or Co on the Rh site. A quantum critical point is present in YbRh2Si2 which is accessed by tuning the transition temperature of the antiferromagnetic order to absolute zero via the application of a small magnetic field. The central measurements of the Hall coefficient reveal a crossover which sharpens to a discontinuity in the extrapolation to zero temperature implying a reconstruction of the Fermi surface at the quantum critical point. This allows to rule out conventional descriptions of the quantum criticality in YbRh2Si2. A scaling analysis corroborates this on a fundamental basis. In the samples with partial substitution the effect of unit cell volume change on the quantum criticality was investigated by means of resistivity measurements. Surprisingly, the magnetic transition is separated from the Fermi surface reconstruction. For samples with Ir substitution corresponding to negative chemical pressure, a new metallic spin liquid seems to emerge in the intermediate regime.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-05-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho, estabelecemos a existência de uma solução simétrica positiva, como também uma solução não-simétrica que muda de sinal, para o problema elíptico semilinear u + V (z)u = f(z; u); u 2 H1(RN); onde N 4; V : RN ! R é um potencial não-negativo e f : RNR ! R é uma função contínua. Para obtermos os resultados, usamos o Teorema do Passo da Montanha, o Princípio de Criticalidade e resultados de compacidade.

Les circuits intégrés ne sont pas à l'abri d'interférences naturelles ou malveillantes qui peuvent provoquer des fautes transitoires conduisant à des erreurs (Soft errors) et potentiellement à un comportement erroné. Ceci doit être maîtrisé surtout dans le cas des systèmes critiques qui imposent des contraintes de sûreté et/ou de sécurité. Pour optimiser les stratégies de protection de tels systèmes, il est fondamental d'identifier les éléments les plus critiques. L'évaluation de la criticité de chaque bloc permet de limiter les protections aux blocs les plus sensibles. Cette thèse a pour objectif de proposer des approches permettant d'analyser, tôt dans le flot de conception, la robustesse d'un système numérique. Le critère clé utilisé est la durée de vie des données stockées dans les registres, pour une application donnée. Dans le cas des systèmes à base de microprocesseur, une approche analytique a été développée et validée autour d'un microprocesseur SparcV8 (LEON3). Celle-ci repose sur une nouvelle méthodologie permettant de raffiner les évaluations de criticité des registres. Ensuite, une approche complémentaire et plus générique a été mise en place pour calculer la criticité des différents points mémoires à partir d'une description synthétisable. L'outil mettant en œuvre cette approche a été éprouvé sur des systèmes significatifs tels que des accélérateurs matériels de chiffrement et un système matériel/logiciel basé sur le processeur LEON3. Des campagnes d'injection de fautes ont permis de valider les deux approches proposées dans cette thèse. En outre, ces approches se caractérisent par leur généralité, leur efficacité en termes de précision et de rapidité, ainsi que leur faible coût de mise en œuvre et leur capacité à ré-exploiter les environnements de validation fonctionnelle. / Integrated circuits are not immune to natural or malicious interferences that may cause transient faults which lead to errors (soft errors) and potentially to wrong behavior. This must be mastered particularly in the case of critical systems which impose safety and/or security constraints. To optimize protection strategies of such systems, it is essential to identify the most critical elements. The assessment of the criticality of each block allows limiting the protection to the most sensitive blocks. This thesis aims at proposing approaches in order to analyze, early in the design flow, the robustness of a digital system. The key criterion used is the lifetime of data stored in the registers for a given application. In the case of microprocessor-based systems, an analytical approach has been developed and validated on a SparcV8 microprocessor (LEON3). This approach is based on a new methodology to refine assessments of registers criticality. Then a more generic and complementary approach was implemented to compute the criticality of all flip-flops from a synthesizable description. The tool implementing this approach was tested on significant systems such as hardware crypto accelerators and a hardware/software system based on the LEON3 processor. Fault injection campaigns have validated the two approaches proposed in this thesis. In addition, these approaches are characterized by their generality, their efficiency in terms of accuracy and speed and a low-cost implementation. Another benefit is also their ability to re-use the functional verification environments.

Les systèmes temps-réels modernes ont tendance à obtenir la criticité mixte, dans le sens où ils intègrent sur une même plateforme de calcul plusieurs applications avec différents niveaux de criticités. D'un côté, cette intégration permet de réduire le coût, le poids et la consommation d'énergie. Ces exigences sont importantes pour des systèmes modernes comme par exemple les drones (UAV). De l'autre, elle conduit à des complications majeures lors de leur conception. Ces systèmes doivent être certifiés en prenant en compte ces différents niveaux de criticités. L'ordonnancement temps réel des systèmes avec différents niveaux de criticités est connu comme étant l’un des plus grand défi dans le domaine. Les techniques traditionnelles nécessitent une isolation complète entre les niveaux de criticité ou bien une certification globale au plus haut niveau. Une telle solution conduit à un gaspillage des ressources, et à la perte de l’avantage de cette intégration. Ce problème a suscité une nouvelle vague de recherche dans la communauté du temps réel, et de nombreuses solutions ont été proposées. Parmi elles, l'une des méthodes la plus utilisée pour ordonnancer de tels systèmes est celle d'Audsley. Malheureusement, elle a un certain nombre de limitations, dont nous parlerons dans cette thèse. Ces limitations sont encore beaucoup plus accentuées dans le cas de l'ordonnancement multiprocesseur. Dans ce cas précis, l'ordonnancement basé sur la priorité perd des propriétés importantes. C’est la raison pour laquelle, les algorithmes d'ordonnancement avec différents niveaux de criticités pour des architectures multiprocesseurs ne sont que très peu étudiés et ceux qu’on trouve dans la littérature sont généralement construits sur des hypothèses restrictives. Cela est particulièrement problématique car les systèmes industriels temps réel cherchent à migrer vers plates-formes multi-cœurs. Dans ce travail nous proposons une approche différente pour résoudre ces problèmes. / Modern real-time systems tend to be mixed-critical, in the sense that they integrate on the same computational platform applications at different levels of criticality. Integration gives the advantages of reduced cost, weight and power consumption, which can be crucial for modern applications like Unmanned Aerial Vehicles (UAVs). On the other hand, this leads to major complications in system design. Moreover, such systems are subject to certification, and different criticality levels needs to be certified at different level of assurance. Among other aspects, the real-time scheduling of certifiable mixed critical systems has been recognized to be a challenging problem. Traditional techniques require complete isolation between criticality levels or global certification to the highest level of assurance, which leads to resource waste, thus loosing the advantage of integration. This led to a novel wave of research in the real-time community, and many solutions were proposed. Among those, one of the most popular methods used to schedule such systems is Audsley approach. However this method has some limitations, which we discuss in this thesis. These limitations are more pronounced in the case of multiprocessor scheduling. In this case priority-based scheduling looses some important properties. For this reason scheduling algorithms for multiprocessor mixed-critical systems are not as numerous in literature as the single processor ones, and usually are built on restrictive assumptions. This is particularly problematic since industrial real-time systems strive to migrate from single-core to multi-core and many-core platforms. Therefore we motivate and study a different approach that can overcome these problems.A restriction of practical usability of many mixed-critical and multiprocessor scheduling algorithms is assumption that jobs are independent. In reality they often have precedence constraints. In the thesis we show the mixed-critical variant of the problem formulation and extend the system load metrics to the case of precedence-constraint task graphs. We also show that our proposed methodology and scheduling algorithm MCPI can be extended to the case of dependent jobs without major modification and showing similar performance with respect to the independent jobs case. Another topic we treated in this thesis is time-triggered scheduling. This class of schedulers is important because they considerably reduce the uncertainty of job execution intervals thus simplifying the safety-critical system certification. They also simplify any auxiliary timing-based analyses that may be required to validate important extra-functional properties in embedded systems, such as interference on shared buses and caches, peak power dissipation, electromagnetic interference etc..The trivial method of obtaining a time-triggered schedule is simulation of the worst-case scenario in event-triggered algorithm. However, when applied directly, this method is not efficient for mixed-critical systems, as instead of one worst-case scenario they have multiple corner-case scenarios. For this reason, it was proposed in the literature to treat all scenarios into just a few tables, one per criticality mode. We call this scheduling approach Single Time Table per Mode (STTM) and propose a contribution in this context. In fact we introduce a method that transforms practically any scheduling algorithm into an STTM one. It works optimally on single core and shows good experimental results for multi-cores.Finally we studied the problem of the practical realization of mixed critical systems. Our effort in this direction is a design flow that we propose for multicore mixed critical systems. In this design flow, as the model of computation we propose a network of deterministic multi-periodic synchronous processes. Our approach is demonstrated using a publicly available toolset, an industrial application use case and a multi-core platform.

En règle générale, les études de sûreté-criticité concernant les combustibles usés stockés, transportés ou retraités sont très conservatives et considèrent ce combustible comme neuf donc le plus réactif possible. Le « Crédit Burn-up » (CBU) est la prise en compte de l’antiréactivité du combustible irradié par rapport au combustible neuf. Une méthodologie CBU rigoureuse, développée par le CEA en collaboration avec AREVA-NC a récemment été validée et réévaluée pour les combustibles REP-UOx. Cependant, 22 réacteurs sur les 58 que compte la France utilisent également du combustible MOx. De plus en plus d’assemblages MOx irradiés doivent donc être entreposés et transportés, ce qui conduit les industriels à s’intéresser à la prise en compte du CBU pour ces applications, dans le but de pouvoir gagner des marges en terme de dimensionnement des installations. Des publications récentes et les travaux du Groupe de Travail Français sur le CBU ont souligné l’importance de la prise en compte des 15 produits de fission stables et non volatiles les plus absorbants qui sont à l’origine de la moitié de l’antiréactivité totale apportée dans les combustibles REP-MOx. C’est pourquoi, dans le but de garantir la sous-criticité de la configuration étudiée suivant les dispositions règlementaires relatives à la sûreté des installations, les biais de calcul affectant leur bilan-matière et leur effet individuel en réactivité doivent également être pris en considération dans les études de sûreté-criticité s’appuyant sur des calculs de criticité. Dans ce contexte, une revue bibliographique exhaustive a permis d’identifier les particularités des combustibles REP-MOx et une démarche rigoureuse a été suivie afin de proposer une méthodologie CBU adaptée à ces combustibles validée et physiquement représentative, permettant de prendre en compte les produits de fission et permettant d’évaluer les biais liés au bilan-matière et à l’antiréactivité des isotopes considérés. Cette démarche s’est articulée autour des études suivantes : • détermination de facteurs correctifs isotopiques permettant de garantir le conservatisme du calcul de criticité sur la base de la qualification du formulaire d’évolution DARWIN-2.3 pour les applications REP-MOx et d’une analyse des données nucléaires des produits de fission métalliques afin de déterminer l’impact des incertitudes associées sur le calcul de leur bilan matière ; • évaluation de l’antiréactivité individuelle des produits de fission sur la base des résultats d’interprétation des expériences d’oscillation des programmes CBU et MAESTRO, réalisés dans le réacteur expérimental MINERVE à Cadarache, avec le formulaire dédié PIMS développé au SPRC/LEPh avec mise à jour des schémas de calcul pour la criticité ; • élaboration de matrices de covariances réalistes associées à la capture de deux des principaux produits de fission du CBU REP-MOx : 149Sm et le 103Rh associées à l’évaluation JEFF-3.1.1 ; • détermination des biais et incertitudes « a posteriori » dus aux données nucléaires des actinides et produits de fission considérés pour deux applications industrielles (piscine d’entreposage et château de transport) par une étude de transposition réalisée avec l’outil RIB, développé au SPRC/LECy, qui a bénéficié à cette occasion de développements spécifiques et de mises à jour des données utilisées (importation des données de covariance issues de la bibliothèque COMAC V0 associée à JEFF-3.1.1 pour les isotopes 235,238U, 238,239,240,241,242Pu, 241Am et 155Gd et prise en compte des corrélations inter-réactions pour un même isotope). • évaluation de la méthodologie proposée pour deux applications industrielles (piscine d’entreposage et château de transport), démonstration de son intérêt et de sa robustesse. / Considering spent fuel management (storage, transport and reprocessing), the approach using « fresh fuel assump-tion » in criticality-safety studies results in a significant conservatism in the calculated value of the system reactivity.The concept of Burnup Credit (BUC) consists in considering the reduction of the spent fuel reactivity due to its burnup.A careful BUC methodology, developed by CEA in association with AREVA-NC was recently validated and writtenup for PWR-UOx fuels. However, 22 of 58 french reactors use MOx fuel, so more and more irradiated MOx fuelshave to be stored and transported. As a result, why industrial partners are interested in this concept is because takinginto account this BUC concept would enable for example a load increase in several fuel cycle devices. Recent publi-cations and discussions within the French BUC Working Group highlight the current interest of the BUC concept inPWR-MOx spent fuel industrial applications. In this case of PWR-MOx fuel, studies show in particular that the 15FPs selected thanks to their properties (absorbing, stable, non-gaseous) are responsible for more than a half of the totalreactivity credit and 80% of the FPs credit. That is why, in order to get a conservative and physically realistic valueof the application keff and meet the Upper Safety Limit constraint, calculation biases on these 15 FPs inventory andindividual reactivity worth should be considered in a criticality-safety approach. All of this work is supported by the use of the CEA reference calculation tools : the deterministic code APOLLO-2.8and the probabilistic code TRIPOLI-4 used by the CRISTAL V2 criticality-safety package, the DARWIN-2.3 packagefor fuel cycle applications, the JEFF-3.1.1 nuclear data library and the Integral Experiment Methodology based on thestatistical adjustment method of the nuclear data and the integral experiment representativity.The feedback on the nuclear data of the oscillation programmes BUC and MAESTRO allows to halve the prioruncertainties linked to 149Sm and 103Rh capture cross sections. The application of the developed methodology,benefiting from the CEA dedicated experimental programmes quality and better physically justified to twoapplications, representative of fuel storage and transport, shows that the introduced conservatisms represents40 % of the total Burnup Credit. On top of that, the two configurations results comparison shows that theevaluated BUC is independent from the considered application and proves the calculation route robustness.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:42:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:02:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP / FAPESP:09/54838-0

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:26:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:44:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:07:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 06864.pdf: 11106654 bytes, checksum: 851c7803db872d59fc1f49dc465fa8af (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2015-05-15T11:46:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 527317 bytes, checksum: 8813dca2fcd848a18ab218a0f8fa470b (MD5) Previous issue date: 2011-05-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work, we establish the existence of a positive symmetric solution and a nonsymmetric solution which changes sing, for the semilinear elliptic problem ---u + V (z)u = f(z; u); u 2 H1(RN); where N - 4; V : RN ! R is a non-negative potential and f : RN-R ! R is a continuous function. To achieve these results, we use the Mountain Pass Theorem, the Principle of Symmetric Criticality and compactness results. / Neste trabalho, estabelecemos a existência de uma solução simétrica positiva, como também uma solução não-simétrica que muda de sinal, para o problema elíptico semilinear ---u + V (z)u = f(z; u); u 2 H1(RN); onde N - 4; V : RN ! R é um potencial não-negativo e f : RN - R ! R é uma função contínua. Para obtermos os resultados, usamos o Teorema do Passo da Montanha, o Princípio de Criticalidade e resultados de compacidade.