L'utilisation de correcteur discret à période d'échantillonnage variable peut être intéressante dans plusieurs cas, par exemple lorsque la mesure, bien qu'envoyée de façon périodique, est reçue à intervalle variable. C'est le cas en milieu marin lorsque la mesure d'altitude est effectuée avec un capteur à ultrason (la durée du trajet du signal dans l'eau dépend de la distance par rapport au fond). Le délai variable entre deux réceptions de mesures, peut être vu comme une variation de période d'échantillonnage pour le contrôleur. La synthèse de lois de commande discrète à période d'échantillonnage variable a déjà été étudiée pour des systèmes stationnaires. On se propose ici d'étendre cette méthode pour des systèmes Linéaires à Paramètres Variants (LPV), qui permettent de conserver des paramètres importants d'un système non-linéaire en temps que paramètres d'un système linéaires. La synthèse de contrôleur repose sur le méthodologie H∞, appliquée aux systèmes LPV. En particulier, on s'intéressera à deux approches existantes dans la littérature : l'approche polytopique (où le paramètre variant évolue dans un volume convexe) et la Représentation Linéaire Fractionnelle (LFR). La méthode proposée est appliquée au contrôle d'un AUV (Autonomous Underwater Vehicle), qui est système difficile à contrôler du fait d'importantes non-linéarités. Des résultats de simulations permettront de montrer l'intérêt de la méthode pour le contrôle d'altitude d'un AUV, et notamment les améliorations apportées par l'ajout de paramètres issus du système non-linéaire au modèle utilisé pour la synthèse des régulateurs. / Discrete time controller using variable sampling can ba interesting in several cases, for axample when the measure, even if send periodically, is received with a variable interval. This is the case in submarine environement, when the altitude measurement is done using an ultrasonic sensor. Discrete control laws synthesis with variable sampling period have already been studied for LTI systems. The results are here extended to Linear Parameter Varying systems, that allow to keep some non-linearities as parameters of a linear system. In particular, two approaches are investigated : the polytopic and the LFR. The proposed method is applied for the altitude control of an autonomous underwater vehicle (AUV). Simulations results will show the interest of the method, in particular how results are improved by adding some parameters coming from the non linear model.

Le but de cette thèse est le développement et l'optimisation de la chaine électrique d'une hydrolienne fluviale. L'approche est d'abord traitée en simulation pour ensuite finir par la conception et la mise au point d'un prototype. La partie simulation concerne la modélisation des ensembles turbines, génératrices et électronique de puissance mais aussi le développement des diverses lois de commandes. Ces commandes peuvent intervenir à différents niveaux du contrôle jusqu'à la supervision complète du système, permettant de gérer des défauts, des algorithmes de MPPT (extraction maximale de puissance), des synchronisations entre colonne, ... Le prototype d'hydrolienne fluviale sera ensuite présenté, de la mise au point des parties mécaniques jusqu'aux résultats expérimentaux. Les travaux nombreux autour de ce prototype ont permis d'obtenir des résultats satisfaisants et encourageants qui corroborent la théorie. / The purpose of this thesis is the development and optimization of the electrical system of a fluvial cross-flow current turbine. The approach is first treated in simulation and then eventually with the design and development of a prototype. The simulation section deals with the modeling of turbines groups, generators and power electronics, as well as the development of various control laws. These controls may have an influence at different levels of the control strategies up to the complete system supervision for fault management, MPPT (maximum power extraction) algorithms, turbine columns synchronization... The fluvial cross-flow current turbine prototype will then be presented, from the development of the mechanical parts to the experimental results. The various works involving the prototype have yielded satisfactory and encouraging results that corroborate the theory.

Cette thèse porte sur des stratégies distribuées pour systèmes multi-robot. Tout d'abord, nous nous focalisons sur des algorithmes de consensus pour des systèmes hétérogènes qui représente, par exemple, différents modèles ou générations de robots. Dans la suite, nous proposons deux solutions pour améliorer les propriétés de connectivité du système. Tout d'abord, nous montrons comment améliorer la vitesse de convergence des algorithmes de consensus en modifiant les protocoles classiques. Plus précisément, nous appliquons le principe de retard stabilisant et nous montrons comment de l'information échantillonné convenablement peut être utilisée dans la design du contrôleur. Enfin, nous concevons et analysons un algorithme pour le déploiement d'agents compact. Dans cette approche, qui augmente le nombre de connexions du graphe, la configuration souhaitée de l'ensemble des robots est entièrement spécifiée par les angles inter-agents. La stratégie proposée est un algorithme complètement distribué, uniquement basée sur l'information locale qui permet l'auto-organisation du système. / This dissertation focuses on distributed agreement strategies for multi-robot systems. First of all, we deal with consensus algorithms for heterogeneous systems, representing, for example, different models or generations of robots. In the sequel, we propose two solutions to improve the connectivity properties of the system. Firstly, we show how to improve the consensus algorithm's convergence rate by modifying the classical control algorithms. More precisely, we apply the stabilizing delay principle and we show how appropriately sampled information can be used in the controller's design. Finally, we design and analyse an algorithm for the compact deployment of agents. In this approach, that increases the number of connections of the graph, the desired configuration of the swarm is entirely specified by the inter-agent angles. The proposed strategy is a completely distributed algorithm, only based on local information that allows swarm's self-organization.

Un des enjeux actuels de la réduction des émissions polluantes pour les véhicules automobiles concerne l'utilisation de moyens de propulsion hybride (électrique+thermique). Les problématiques principales, pour l'automatique, sont alors d'optimiser l'efficacité énergétique globale du véhicule, mais aussi d'améliorer les performances du véhicule hybride. Nous envisageons ici de développer des méthodes de commande robuste dans cet objectif, tout en prenant en compte les contraintes liées à la mise en oeuvre pratique. / In the recent years, growing public concern has been given both on the energy problem and on the environment problem resulted from dramatically increased vehicles equipped with Internal Combustion Engine (ICE). Subsequently, intensive contributions have been made by the automotive industries and research institutes on vehicles that depend less on the fossil fuels, and introduce less pollutant emissions. This has led to the emergence of environment-friendly and energy-saving vehicles such as the Hybrid Electric Vehicle (HEV) that is usually equipped with one or more additional electric motors and the associated power battery compared with the Conventional vehicles (CVs) propelled solely by the ICE. The key point of an HEV is to design a proper Energy Management Strategy (EMS) that decides how to split the demanded power between the engine and the motor (battery). As the most important and expensive part of an HEV, it is important to take into account battery states, such as battery State of Charge (SOC) and battery ageing, aiming at maintain the optimality of the achieved EMS, as well as prolonging the battery life. In this dissertation, an HEV of parallel structure, which is equipped with a Lithiumion battery is considered. This dissertation is focused on accounting for battery related items, i.e. battery SOC and SOH indicated by battery parameters, in the EMS developments leading to a kind of fault tolerant EMS. Some brief introduction on the control methods and realization approaches involved in this work is presented first, followed by two big parts: the first part is focused on the battery modeling and estimation, while the second part is concerned by the vehicle modeling and few kinds of EMS development methods.

Ce travail de thèse a été effectué au sein du Laboratoire GIPSA-Lab de Grenoble, sous la direction de Carlos Canudas de Wit et co-encadré par Franck Quaine et Violaine Cahouët.Ce travail a été réalisé dans le cadre du projet ANR-09-VTT-14-01/06 « VOLHAND ». Il s’inscrit dans le contexte général des nouvelles générations de Direction Assistée Electrique (DAE, ou EPAS en anglais pour Electronic Power Assistance Steering) avec pour objectif spécifique de tenir compte des caractéristiques des conducteurs à mobilité réduite. En effet, à ce jour, il n’existe pas de système de direction assistée adapté aux capacités articulaires (rhumatismes divers), musculaires (diminution de force, sénescence), ou encore aux douleurs ressenties par le conducteur. Le principal objectif de cette thèse est donc de proposer une méthodologie générale permettant d'adapter une DAE standard aux conducteurs à mobilité réduite. Le mémoire est organisé en cinq chapitres.Chapitre 1, intitulé Context and objectives of the study presente l’impact économique et sociétal, la problématique et l’objectif. Ensuite, la stratégie permettant d’atteindre l’objectif ainsi spécifié est précisée.Chapitre 2, intitulé Models for simulation, est dédié à l’établissement d’un modèle mathématique du système de DAEs prenant bien en compte l’élasticité en torsion de la colonne de direction due à la présence d’un capteur de couple. Parmi les entrées de ce modèle à deux degrés de liberté, une attention est faite en ce qui concerne la description du couple de frottement du contact pneumatique-route. Un modèle de frottement dynamique, basé sur le modèle de LuGre, est développé pour décrire ces phénomènes. Une amélioration du modèle est ainsi proposée.Chapitre 3, intitulé Oscillation annealing and torque observer design, commence par mettre en évidence les conséquences de la présence du mode souple associé à l’élasticité en torsion du capteur de couple sur le ressenti au niveau du volant. Une commande LQ est proposée pour limiter les oscillations dues à ce mode souple. Enfin, un observateur pour estimer le couple conducteur et le couple résultant du frottement pneumatique route est développé.Chapitre 4, intitulé Power steering booster stage, se focalise dans un premier temps sur la nature des courbes d’assistance utilisées dans le cadre des DAE. En effet, l’état de l’art sur le sujet met en évidence l’absence de justification de la forme de ces courbes généralement fonction de la vitesse du véhicule et du couple appliqué par le conducteur. Dans ce chapitre on propose de calculer de nouvelles lois en se fondant sur l’approche par optimisation (minimisation du jerk couplé avec la loi de puissance de Steven). Les résultats obtenus montrent que la minimisation du critère fondé sur le jerk du volant et la loi de puissance de Steven peut permettre de reproduire les lois existantes d’assistance et leur apportent une justification. Ils confirment également la forte influence du frottement (couple) au niveau du contact roue-sol. La seconde partie de ce chapitre est consacrée au développement d’une méthodologie générale d’adaptation des lois d’assistance (cartographie standard initiale) aux exigences du conducteur à mobilité réduite (typiquement ici une personne présentant une asymétrie.Chapitre 5, intitulé Experimental validation NeCS-Car benchmark, commence par détailler la plateforme expérimentale présente au laboratoire GIPSA-LAB et utilisée pour évaluer et valider les nouvelles lois d’assistance adaptées au conducteur à mobilité réduite. La stratégie globale d’assistance de couple au volant pour un conducteur présentant une asymétrie, est testée sur le banc avec la NeCS-Car. Les résultats issus du protocole montrent la validité de la stratégie proposée.Ce mémoire se termine avec une partie General conclusions and perspectives où les principales contributions sont d’abord rappelées, puis où des perspectives pour compléter et prolonger ce travail sont proposées. / Nowadays, vehicles have been widely equipped with power assistance steering systems and the way of providing assist torque is various. Electronic Power Assistance Steering (EPAS) systems have the tendency to replace the Hydraulic Power Assistance Steering (HPAS) systems, due to better fuel consumption, better road feel feedback to the driver and better return-to-center performance of the steering system. Actual EPAS systems are designed basing on a general driver’s profile and they try to mimic the behavior of the HPAS system. Main goal of this thesis is to propose a general methodology to adapt standard EPAS for drivers with reduced mobility. Toward this general goal, following contributions are integrant part of this thesis.First, a mathematical model of the steering system that keeps into account the torsion of the steering column is introduced. This model is influenced by two exogenous inputs: the tire-road friction torque and the driver's torque. Mathematical models for these inputs are also proposed. Due its importance on the steering system, great attention is dedicated to the description of the tire-road friction torque. This torque includes the contribution of two main phenomena: the self-alignment and the sticking friction torques. They appear, respectively, at high and low speeds of the vehicle. Dynamical friction models, based on the LuGre theory, are used to describe these phenomena.Then, a study of the steering model subject to the influence of exogenous inputs is done in open loop. This study shows that the steering column starts to oscillate when an exogenous input is applied. To delete low-frequency oscillations of the column, an optimal state-space control is introduced. Moreover, an observer is designed to estimate state variables of the system and exogenous inputs, acting on it.Third contribution of the thesis deals with the aim to provide some rationality to actual methods that are used to implement electronic power assistance on commercial vehicles. Indeed, investigations about actual assistance systems do not provide ground foundations or evidence that the current assistance is optimal for the driver in any sense. At this aim, an optimization procedure is proposed to retrieve the shape of the steering assistance, starting from the analysis of the steering movement, in case of a general driver's profile, and the analysis of the human perception face to an external stimulus.After that, a procedure to adapt the standard steering assistance to the driving of disabled people is proposed. As there is not any classification of drivers according to their pathology, attention focuses on drivers affected by diseases to the upper limbs that cause an asymmetry into the torque production on the steering wheels. A study about main problems that these patients are dealing during some critical driving manoeuvres is done. Starting from this, a compensation procedure is proposed to modify the standard power steering assistance. This procedure is validated in simulation. Moreover, objective evaluation criteria are derived to test improvements due to the proposed assistance.Finally, the experimental validation of all elements proposed in the general methodology is done on the tele-operation platform, present at the laboratory Gipsa-LAB. This system is made up of a control station with the operator, a pc-unit and a tele-operated vehicle, that allows retrieving a real profile of tire-road friction torque. Results about these experimental tests validate benefits of the adaptation methodology. They represent also the starting point for the installation of the proposed assistance on a real vehicle and set the basis for the application of the methodology for a wider class of patients, affected by different pathologies.

L'augmentation de la vitesse de croisière des hélicoptères à architecture conventionnelle (rotor principal et rotor anticouple) atteint aujourd'hui une asymptote. Le concept X3, associant 2 hélices et une aile pour alléger la charge du rotor principal, propose une solution viable économiquement, qui s'appuie sur l'utilisation de technologies éprouvées telles que le rotor Spheriflex® du Dauphin. Les essais en vol menés sur le démonstrateur X3 ont montré un bon comportement en performances et en qualités de vol de ce type de rotor, mais un niveau de charges très importants dans les commandes de vol. Pour limiter la masse à vide, la solution de surdimensionner toutes les pièces mécaniques n'est pas envisageable. Ce travail de thèse propose d'étudier les opportunités de réduction des efforts de commandes.Afin de pouvoir réduire ces efforts, il a été nécessaire de comprendre leur origine et de proposer une modélisation qui permette de les prédire. Des mesures expérimentales réalisées sur le démonstrateur X3 ont permis d'identifier les excitations aérodynamiques et le comportement dynamique des pales en torsion. Les phénomènes responsables de l'augmentation des efforts de commande ont été identifiés, ce qui a permis de corriger le modèle de calcul des efforts de commande HOST actuellement utilisé par Airbus Helicopters.A partir du logiciel HOST corrigé et de la compréhension des phénomènes physiques, des solutions technologiques pour réduire les efforts de commandes ont été étudiées. Deux familles de solutions sont alors considérées : l'optimisation du système de commandes de vol et la réduction des efforts dans les bielles de pas. L'optimisation du système de commandes de vol permet d'obtenir une réduction significative des efforts de commandes grâce à un algorithme d'optimisation de l'architecture de placement des servocommandes. L'étude de la réduction des efforts dans les bielles de pas montre que le choix de l'équilibre appareil conduit à des opportunités de réduction des efforts de commandes, alors que la modification du design de pale n'apporte pas de réduction notable et engendre une diminution des performances en stationnaire. / Nowadays, the increase of cruise speed for conventional helicopters (main rotor and anti-torque rear rotor) reaches an asymptote. The X3 concept proposed by Airbus Helicopters is a hybrid helicopter combining 2 propellers at the tip of small wings in order to unload the main rotor. This solution is economically viable because it reuses well-proven technologies such as the Spheriflex rotor, already used on the Dolphin family for many years. X3 flight tests have shown a good behavior of the rotor concerning performances as well as handling qualities, but control loads in the rotor system were significantly higher in cruise conditions than for conventional helicopters. In order to save the payload, over-sizing of the mechanical parts in order to withstand these loads can't be an appropriate solution. The work presented in this thesis deals with the problematic of control loads reduction.In order to reduce the control loads, the first step is to highlight the roots of these loads and to get a predictive tool over the whole flight domain. Experimental measurements from X3 flight tests give the aerodynamic loads on the blade sections, leading to understand the blades torsional dynamic behavior in several flight test cases (cruise, turns and high speed flight). Phenomena responsible for the increase of control loads are then identified, and the rotor computation tool HOST used at Airbus Helicopters is corrected to predict accurately control loads over the conventional as well as the high speed helicopter flight domain.The corrected rotor computation tool HOST, associated with the physical comprehension of the blade torsional dynamics, is used to quantify the possible solutions proposed for control loads reduction. Two main ways are studied: the optimization of the control system architecture and the reduction of pitch link loads. The optimization of control system architecture shows a dramatic reduction of control loads in the servo actuators and in the non-rotating scissors, thanks to an optimization algorithm developed during this thesis. The reduction of pitch link loads study shows that the optimization of the helicopter equilibrium leads to drastic reduction, whereas the modification of blade design does not show any significant reduction even at high speed.

Ce manuscrit décrit la modélisation et la régulation de la température au sein d’un dispositif expérimental développé initialement pour valider les principes de conception adoptés pour une nouvelle machine de mesure de cylindricité au Laboratoire Commun de Métrologie du Laboratoire national de métrologie et d’essais – Conservatoire national des arts et métiers.L’appareil a été équipé de 19 sondes à résistance de platine raccordées à une référence nationale afin d’étudier l’influence sur son comportement des perturbations thermiques générées par des sources de chaleur internes et externes. L’investigation de l’influence de ces perturbations sur les mesures réalisées avec des capteurs de déplacement capacitifs a également été menée. Les perturbations thermiques internes simulant les puissances dissipées par les éléments de guidage mécaniques ont été générées par l’intermédiaire de trois films chauffants. Une modélisation par éléments finis du dispositif expérimental a été réalisée et les résultats numériques comparés à des résultats expérimentaux réalisés dans les mêmes conditions. Les écarts obtenus, de l’ordre de 0,1 °C, sont trop élevés pour que ce modèle soit adopté pour l’élaboration d’une régulation thermique en temps réel. Dans la suite, un modèle réduit a été développé à partir des données expérimentales à l’aide de la méthode d’identification modale (MIM). Le résidu obtenu lors de la comparaison des résultats issus de ce modèle et expérimentalement est inférieur à 0,003 °C. Finalement, une régulation thermique à mieux que le centième de degré a été mise en oeuvre en utilisant une commande prédictive associée à un filtre de Kalman. / This thesis describes the modelling and real-time regulation of the temperature inside an apparatus developed to validate the design principles of a cylindricity measurement machine at the Laboratoire Commun de Métrologie du Laboratoire national de métrologie et d’essais – Conservatoire national des arts et métiers. To study the effect of internal and external perturbations on the behaviour of the system, the apparatus is equipped with 19 platinum resistance thermometers calibrated with respect to the national standard. The effect of perturbations on the behaviour of capacitive displacement sensors has also been studied. The effect of internal perturbations generated by the mechanical guide rails was simulated using three film resistive heaters. Finite element modeling of the system temperature was carried out and the numerical results compared with experiment. The offsets about 0.1°C are too large for the model to be used for real-time temperature control. Subsequently, a reduced model wasdeveloped based on experimental data using the modal identification method (MIM). The residual obtained when its results are compared with experiment is 0.003°C. Finally, a temperature servo implemented using predictive control combined with a Kalman filter.

Art dans l’espace public, art public, art à ciel ouvert, art in situ, Land art ou encore musée sans murs, autant de termes polysémiques qui désignent un champ artistique souvent au coeur des polémiques mais finalement peu documenté. Cette thèse en esthétique s’inscrivant dans le mouvement des humanités numériques est consacrée à la problématique de l’inventaire, de la cartographie et de la visualisation des oeuvres d’art dans l’espace public. Le projet de recherche est constitué de deux volets : une plateforme numérique - le site Wiki et l’application mobile Atlasmuseum - et la thèse. L’examen de plusieurs initiatives, nationales et internationales, de cartographie d’oeuvres d’art public, de projets pionniers d’inventaires numériques et de collections institutionnelles sur le Web s’est opéré à partir d’une question centrale : comment concevoir une instance muséale pour des oeuvres situées précisément en dehors du périmètre du musée ? Et de manière corollaire : comment modéliser un « musée réticulaire » dans le contexte de l’ouverture, de l’interopérabilité des données culturelles et du Web sémantique ? Partant du constat de l’hétérogénéité et de l’incommensurabilité constitutive du corpus d’oeuvres ainsi qu’à travers la lecture rapprochée et distanciée d’une sélection d’oeuvres d’art public contemporain (issues notamment du « 1% artistique » et de la commande publique entre 1951 et 2016), la thèse est construite autour de la conception d’une instance muséale reliant à travers leurs notices plusieurs centaines d’oeuvres, d’artistes et des lieux. La plateforme Atlasmuseum est un dispositif à la fois curatorial, muséologique et muséographique qui regroupe selon un mode contributif curators, conservateurs, amateurs d’art, artistes, informaticiens, historiens de l’art, documentalistes, enseignants et étudiants ; elle repose sur le logiciel Mediawiki enrichi de l’extension SemanticMediawiki. A l’intersection de la cartographie, de la muséologie critique et de l’anthropologie de l’art, la thèse est structurée en quatre parties. La première est consacrée à la carte comme médiation entre les oeuvres et les lieux. La carte y est examinée selon différents points de vue afin d’esquisser les grandes lignes d’un outil d’inventaire potentiel pour les oeuvres d’art public. La deuxième partie de la thèse consiste à prolonger les premières hypothèses en opérant un double changement d’échelle, de la carte à l’atlas et symétriquement de l’inventaire au musée. Suit la partie « centrale » de la thèse, qui constitue une version « papier » de la plateforme Atlasmuseum dans ses deux formats (Web et mobile) et dans ses quatre dimensions (exploration, contribution, recherche et sémantisation). Dans la quatrième partie est proposée une lecture « à distance » des données récoltées et des hypothèses explorées dans les parties précédentes, notamment à travers la constitution d’un corpus d’oeuvres restreint. L’hypothèse explorée dans cette partie est celle de la visualisation ontologique des notices d’oeuvres à travers une modélisation et une spatialisation spécifique des données et des métadonnées (selon le modèle CIDOC CRM ). Il s’agit ainsi au fil de la thèse d’opérer plusieurs glissements de terrain successifs et rétroactifs, de la théorie à la pratique, du curating artistique vers la curation de données, de la carte vers l’inventaire, de l’atlas vers le musée, du diagramme vers le réseau. / Public art, site specific, in situ art, Land art or museum without walls, various polysemic terms are used to designate the field of art in public space, much commentated but finally little documented. This thesis in Aesthetics and Digital humanities aims to account to the modeling process of a “reticular museum” for public art. The research project consists of two parts: a digital platform - the Atlasmuseum wiki site and mobile application - The application and the thesis itself. A review of several, national and international initiatives of public art maps, pioneering projects of digital inventories and online institutional collections has been conducted from a central question: how to design a museum structure for artworks located precisely outside the museum traditional perimeter? And consequently: how to model a contributory inventory tool in the context of cultural linked open data and the Semantic Web? Taking account of the immeasurable and heterogeneous corpus of public artworks, and through close and distant readings of a selection of contemporary public artworks (“1% for art in architecture” and public art commissions in France between 1951 and 2016), the thesis is built around the concept of a “reticular museum” connecting through their records hundreds of art pieces, artists and sites. Dedicated to public art inventory, through specifically designed notices, maps, atlases and visualizations, the Atlasmuseum platform aims to reunite on a contributory basis, curators, artists, computer scientists, art historians, librarians, art lovers, teachers and students. Atlasmuseum is based on the MediaWiki software enriched with the Semantic MediaWiki extension. It is a curatorial as well as a museological and museographical project. At the intersection of critical cartography, critical museology and anthropology of art, the thesis is structured in four parts. The first is devoted to the map as mediation between artworks and their sites. The map is examined from different points of view in order to sketch the outlines of a potential inventory tool for public art. The second part of the thesis aims to extend the initial assumptions by working a double shift of scale, from the map to the atlas and symmetrically from the inventory to the museum. Follows the “central” part of the thesis, which is a “printed” version of the Atlasmuseum platform in both formats (Web and mobile) and its four dimensions (exploration, contribution, research and semantization). In the fourth part, a close and distant reading of a specific collection of artworks (art pieces created for the tramway networks in France) is conducted through data visualizations. The hypothesis is that an ontological data visualization (using the CIDOC CRM model) can offer a new form of perception and apprehension of these artworks within their environment and context. Thus the thesis operates successive and retroactive landslides, from theory to practice, from artistic curating to data curation, from the map to the inventory, from the atlas to the museum and from the diagram to the network.

Les voiliers autonomes sont des plate-formes de mesure océanographique à fort potentiel, notamment du fait de leur maniabilité, de leurs faibles signatures thermique et acoustique et de leur grande autonomie énergétique. Leur principal handicap est que leur force motrice dépend du vent et de sa nature incontrôlable et partiellement non prévisible. Un voilier est donc un système sous-actionné. Sa capacité à suivre une orientation dépend de sa vitesse d'avancement, elle même résultant de l'action du vent sur ses voiles. Un réglage inadéquat de celles-ci entravera son bon fonctionnement et risquerait de le faire gîter dangereusement. Pour atteindre des coordonnées cibles, la majorité des voiliers assure une vitesse d'avancement non nulle via le réglage de voile et effectue un asservissent de cap en modifiant l'angle du safran. Ce type d'asservissement néglige les effets de dérive dûs aux efforts latéraux sur les voiles. La direction de la route diffère donc de celle du cap, ce qui doit être pris en compte lors de la planification locale du voilier.Enfin, la plupart des voiliers autonomes utilisent des correcteurs distincts pour régler les voiles et le safran. Or, selon les conditions de navigation, de telles commandes découplées peuvent nuire au bon fonctionnement du voilier. Ce travail adresse ces différents problèmes et propose des solutions pour trouver un réglage de voile maximisant la vitesse du voilier tout en assurant son intégrité, asservir la route du voilier et donc simplifier sa planification locale et enfin coordonner les actions des voiles et du safran pour augmenter la maniabilité du voilier quand les conditions de navigation sont défavorables. / Autonomous sailboats constitute promising plateforms for oceanic measurments. This is mainly due to their manoeuvrability, their low thermal and acoustic signatures and their high energetic autonomy. Their main drawback is that the propulsion force of a sailboat depends on the wind that is not controllable and partially unpredictible. Thus, a sailboat is an under-actuated system. Its ability to follow a direction relies on its longitudinal velocity and results from the action of the wind on its sails. An un-appropriated sail trimming may slow down the sailboat and increase its heeling dangerously. On the other side and To reach a waypoint, most autonomous sailboats will trim their sails to ensure a non-null velocity while achieving a heading controller that act on the rudder to change the orientation of the sailboat. Such heading controller neglect the leeway that results from the lateral forces on the sails. Thus, the route of a sailboat is different from its heading and this should be taked into account while doing local planning. Finally, autonomous sailboats mainly use different controllers for trimming the sails and the rudder. But, depending on sailing conditions, such uncoupled controllers may have negative impact on the maneuvrability of the sailboat. This work focuses on these problems and give solutions to find a sail trimming that maximize the velocity of the sailboat while ensuring a safe cruising, to control the route of the sailboat and simplify the local path planning process and to coordinate the actions on the sails and rudder to increase the maneauvrability while cruising conditions are not adequate.

Les travaux effectués dans cette thèse portent sur les problématiques de couplage de centrales photovoltaïques sur les réseaux de distribution haute tension africains. Ces réseaux sont pour la plupart caractérisés par leur instabilité, leur faible maillage et leur faible puissance installée. Une première partie traite des caractéristiques des centrales photovoltaïques connectées au réseau Haute Tension et leurs interactions avec ce dernier. Une deuxième partie de la thèse est consacrée à la modélisation des systèmes électriques (réseaux électriques, systèmes photovoltaïques etc.). Une approche de modélisation du générateur photovoltaïque pour des centrales de grande puissance a été proposée. Un cluster PV de 500 kWc a été proposé et simulé et ses performances évaluées. Les dispositifs de commande utilisés dans le cluster proposé prennent en compte les contraintes techniques nécessaires au transfert optimal de puissance et de la qualité de la tension entre le générateur PV et le réseau électrique. En application, une centrale PV de 20 MWc a été modélisée et simulée. L’impact de sa connexion sur le réseau national du Burkina a été évalué sur le plan de la stabilité en tension tant en fonctionnement normal qu’en situation de dysfonctionnement. L’approche de la stratégie de raccordement des centrales PV et l’impact de la modularité de ces dernières ont été aussi analysés. / The research work performed in this thesis focuses on the problems of coupling photovoltaic power plants to the African high-voltage distribution environments. African power systems are mostly characterized by a high degree of instability, low meshed and low power installed networks. The first part of this work deals with photovoltaic power plants connected to the high-voltage grid, its general behaviors and its interactions with the grid. The second part is devoted to the modeling of electrical power systems included photovoltaic systems. A modeling approach of a photovoltaic generator for large power plant was proposed. A photovoltaic cluster of 500 kWp system is proposed and simulated, and its performance evaluated. The design of the control systems used in the proposed cluster has taken into account the technical requirements needed for optimal power transfer and good quality of the voltage at the point of common coupling. Furthermore, a 20 MWp power plant connected to the national grid of Burkina Faso has been modeled and simulated, and their interactions have been evaluated in terms of voltage steady-state stability both in normal operation and in the dysfunction state. The approach to the strategy in terms of connecting PV power plants, and the impact of using modular photovoltaic power plants has also been analyzed.