La thèse s'inscrit dans le contexte des accidents graves dans les réacteurs nucléaires qui sont étudiés au laboratoire de physique et modélisation des accidents graves (LPMA) du CEA de Cadarache. Un accident grave survient lors de la perte du caloporteur au niveau du circuit primaire ce qui provoque une dégradation du combustible et la création d'un bain de corium. Celui-ci va ensuite se propager en cuve et fortement endommager les structures du réacteur. Pour la sûreté nucléaire, il est donc nécessaire de pouvoir prévoir la propagation de ce corium, d'où la création en 2013 de la plateforme PROCOR (Java) permettant aux travers d'applications industrielles de simuler cette propagation. Ces applications sont un ensemble de modèles physiques, couplés sur une macro boucle en temps, ayant chacun un ensemble d'équations algébriques et différentielles qui sont résolues en interne des modèles. Les modèles de la plateforme sont généralement des modèles OD dont la discrétisation spatiale est remplacée par des corrélations généralement issues de l'expérience. Chaque modèle a aussi un ensemble d'états et de règles de transition, et un changement d'état peut alors survenir à l'intérieur de la macro boucle en temps. Au début de la thèse, le couplage était simplement un chaînage des modèles sur la macro boucle en temps : chaque modèle est résolu l'un après l'autre, l'ordre étant défini par le créateur de l'application, et les modèles sont synchronisés à la fin de cette boucle. Les résultats des applications industrielles de la plateforme en modifiant simplement le pas de temps de la macro boucle en temps montrent une forte dépendance du schéma avec ce pas de temps. On a par exemple 10 % d'écart sur les flux imposés sur la cuve du réacteur en passant d'un pas de temps de 100 s à 50 s, ce qui a un fort impact sur les résultats de sûreté nucléaire. / This thesis focuses on solving coupled problems of models of interest for the simulation of severe accidents in nuclear reactors~: these coarse-grained models allow for fast calculations for statistical analysis used for risk assessment and solutions of large problems when considering the whole severe accident scenario. However, this modeling approach has several numerical flaws. Besides, in this industrial context, computational efficiency is of great importance leading to various numerical constraints. The objective of this research is to analyze the applicability of explicit coupling strategies to solve such coupled problems and to design implicit coupling schemes allowing stable and accurate computations. The proposed schemes are theoretically analyzed and tested within CEA's procor{} platform on a problem of heat conduction solved with coupled lumped parameter models and coupled 1D models. Numerical results are discussed and allow us to emphasize the benefits of using the designed coupling schemes instead of the usual explicit coupling schemes.

Um Mitarbeitern und Studenten der Technischen Universität Chemnitz eine Plattform zu bieten, zur Kooperation und zum Synchronisieren ihre Daten mit heterogenen Endgeräten, ist der Einsatz einer Cloud Anwendung nötig. Aus Gründen des deutschen Datenschutzes, kann nur eine lokale Implementation in Betracht gezogen werden, für die eine Vielzahl adäquater Produkte verfügbar ist. Um eine fundierte Entscheidung treffen zu können, bedarf es der qualitativen Evaluation und Eingrenzung der entsprechenden Lösungen. Darüber hinaus ist die Performance und Skalierbarkeit in Bezug auf die Größenordnungen der Endanwender zu beachten. Gemeinsam mit den Mitarbeitern des Universitätsrechenzentrums der TU Chemnitz wurden die Mindestanforderungen an einen Cloud-Dienst in einem Lastheft festgehalten, in das auch Wünsche von Erstanwendern mit eingeflossen sind. Anhand dessen sollen die Anwendungen untersucht und Schlussfolgerungen auf ihre Verwendbarkeit gemacht werden. Zur Generierung von quantitativen Ergebnissen, werden unterschiedliche Größen von Benutzerinteraktionen simuliert. Hierzu wird das Benchmark System Apache JMeter eingesetzt. Die zu benutzenden Testsets sind selbst zu erzeugen und sollen das Benutzerverhalten möglichst authentisch nachbilden. Wenn möglich, sind optimierte Konfigurationen aus den gewonnenen Erkenntnissen abzuleiten.

As robots start moving closer to our social and daily lives, issues of agency and social behavior become more important. However, despite noticeable advances in Human Robot Interaction (HRI), the developed technologies induce two major drawbacks : (i) HRI are highly demanding, (ii) humans have to adapt their way of thinking to the potential and limitations of the Robot. Thereby, HRI induce an important cognitive load which question the acceptability of the future robots. Consequently, we can address the question of understanding and mastering the development of pleasant yet efficient human-robot interactions which increase self- esteem, engagement (or pleasure), and efficacy of the human when interacting with the machine.In this race for more user-friendly HRI systems (robotic companion, intelligent objects etc.), working on the technical features (the design of appearance and superficial traits of behavior) can contribute to some partial solutions for punctual or short-term interactions. For instance, a major focus of interest has been put on the expressiveness and the appearance of robots and avatars. Yet, these approaches have neglected the importance of understanding the dynamics of interactions.In our opinion, intuitive communication refers to the ability of the robot to detect the crucial signals of the interaction and use them to adapt one's dynamics to the other's behavior. In fact, this central issue is highly dependent on the robot's capabilities to sense the human world and interact with it in a way that emulates human-human interactions.In early communication among humans, synchrony was found to be a funda- mental mechanism relying on very low-level sensory-motor networks, inducing the synchronization of inter-individual neural populations from sensory flows (vision, audition, or touch). Synchrony is caused by the interaction but also sustains the interaction itself in a circular way, as promoted by the enaction approach. Consequently, to become a partner in a working together scenario, the machine can obtain a minimal level of autonomy and adaptation by predicting the rhythmic structure of the interaction to build reinforcement signals to adapt the robot behavior as it can maintain the interest of the human in more long-term interactions.More precisely, as we are aiming for more “intuitive” and “natural” HRI, we took advantages of recent discoveries in low-level human interactions and studied Unintentional Synchronizations during rhythmic human robot interactions. We argue that exploiting natural stability and adaptability properties of unintentional synchronizations and rhythmic activities in human-human interactions can solve several of the acceptability problems of HRIs, and allow rethinking the current approaches to design them. / As robots start moving closer to our social and daily lives, issues of agency and social behavior become more important. However, despite noticeable advances in Human Robot Interaction (HRI), the developed technologies induce two major drawbacks : (i) HRI are highly demanding, (ii) humans have to adapt their way of thinking to the potential and limitations of the Robot. Thereby, HRI induce an important cognitive load which question the acceptability of the future robots. Consequently, we can address the question of understanding and mastering the development of pleasant yet efficient human-robot interactions which increase self- esteem, engagement (or pleasure), and efficacy of the human when interacting with the machine.In this race for more user-friendly HRI systems (robotic companion, intelligent objects etc.), working on the technical features (the design of appearance and superficial traits of behavior) can contribute to some partial solutions for punctual or short-term interactions. For instance, a major focus of interest has been put on the expressiveness and the appearance of robots and avatars. Yet, these approaches have neglected the importance of understanding the dynamics of interactions.In our opinion, intuitive communication refers to the ability of the robot to detect the crucial signals of the interaction and use them to adapt one's dynamics to the other's behavior. In fact, this central issue is highly dependent on the robot's capabilities to sense the human world and interact with it in a way that emulates human-human interactions.In early communication among humans, synchrony was found to be a funda- mental mechanism relying on very low-level sensory-motor networks, inducing the synchronization of inter-individual neural populations from sensory flows (vision, audition, or touch). Synchrony is caused by the interaction but also sustains the interaction itself in a circular way, as promoted by the enaction approach. Consequently, to become a partner in a working together scenario, the machine can obtain a minimal level of autonomy and adaptation by predicting the rhythmic structure of the interaction to build reinforcement signals to adapt the robot behavior as it can maintain the interest of the human in more long-term interactions.More precisely, as we are aiming for more “intuitive” and “natural” HRI, we took advantages of recent discoveries in low-level human interactions and studied Unintentional Synchronizations during rhythmic human robot interactions. We argue that exploiting natural stability and adaptability properties of unintentional synchronizations and rhythmic activities in human-human interactions can solve several of the acceptability problems of HRIs, and allow rethinking the current approaches to design them.

L’exécution de programmes paralléles demande à établir un compromis entre le temps de calcul (nombre de threads) et le temps de synchronisation. Ce compromis dépend principalement du nombre de threads actifs. Un haut degré de parallélisme (beaucoup de threads) permet généralement de diminuer le temps de calcul, mais peut aussi avoir pour conséquence d’augmenter les surcoûts de synchronisation entre threads. De plus, le placement des threads sur les cœurs peut impacter les performances du programme, car le temps pour accéder aux données en mémoire peut varier d’un cœur à l’autre en raison de la contention sur la la hiérarchie mémoire. Ainsi, la performance d’un programme peut être améliorée en adaptant le nombre de threads actifs et en plaçant correctement les threads sur les cœurs de calcul. Cependant, il n’existe pas de règle universelle permettant de décider a priori du niveau de parallélisme optimal et du placement de threads d’un programme, en particulier pour un programme avec les changemets de comportement dynamique. D’ailleurs, un paramétrage hors ligne est moins précis. Cette thèse présente un travail sur la gestion dynamique du parallélisme et du placement de threads. Cette thèse s’attaque au problème de gestion de threads utilisant de la mémoire transactionnelle logicielle (Software Transactional Memory, STM). La mémoire transactionnelle logicielle constitue une technique prometteuse pour traiter le problème de synchronisation en évitant les verrous.Le concept de calcul autonomique offre aux programmeurs un cadre de méthodeset techniques pour construire des systèmes auto-adaptatifs ayant un comportementmaîtrisé. L’idée clé est d’implémenter des boucles de rétroaction afin de concevoir des contrôleurs sûrs, efficaces et prédictibles, permettant d’observer et d’ajuster de manière dynamique les systèmes contrôlés, tout en minimisant le surcoût d’une telle méthode. La thèse propose de concevoir des boucles de rétroaction afin d’automatiser le gestion de threads à l’exécution avec comme objectif la réduction du temps d’exécution des programmes. / Parallel programs need to manage the trade-off between the time spent in synchronisation and computation. The trade-off is significantly affected by the number of active threads. High parallelism may decrease computing time while increase synchronisation cost. Furthermore, thread placement on different cores may impact on program performance, as the data access time can vary from one core to another due to intricacies of its underlying memory architecture. Therefore, the performance of a program can be improved by adjusting its parallelism degree and the mapping of its threads to physical cores. Alas, there is no universal rule to decide them for a program from an offline view, especially for a program with online behaviour variation. Moreover, offline tuning is less precise. This thesis presents work on dynamical management of parallelism and thread placement. It addresses multithread issues via Software Transactional Memory (STM). STM has emerged as a promising technique, which bypasses locks, to tackle synchronisation through transactions. Autonomic computing offers designers a framework of methods and techniques to build autonomic systems with well-mastered behaviours. Its key idea is to implement feedback control loops to design safe, efficient and predictable controllers, which enable monitoring and adjusting controlled systems dynamically while keeping overhead low. This dissertation proposes feedback control loops to automate management of threads at runtime and diminish program execution time.

Am Beispiel der Orgelpfeife wurde der Einfluss der Wandungsgeometrie des akustischen Wellenleiters auf die Schallabstrahlung untersucht. Für verschiedene Metalllegierungen wurden unterschiedliche Profile der Orgelpfeifenwandung verglichen: ein konisches Wandungsprofil mit zur Mündung hin abnehmender Wandungsstärke und ein paralleles Wandungsprofil mit konstanter Wandungsstärke. Für eine hohe statistische Sicherheit der Ergebnisse wurden sämtliche Untersuchungen an vier mal zehn Testpfeifen durchgeführt. Mit Ausnahme der beschriebenen Unterschiede sind die Pfeifen von gleichen Abmessungen und auf gleichen Klang intoniert.<br><br> Die Überprüfung der Wandungseinflüsse auf den Klang besteht aus drei verschiedenen Untersuchungen: Erstens, einer subjektiven Hinterfragung der Wahrnehmbarkeit in einem Hörtest. Zweitens wurde der abgestrahlte Luftschall objektiv gemessen und das Spektrum der Pfeifen in seinen Komponenten (Teiltöne, Grundfrequenz) verglichen. Drittens wurde mit einer neuartigen Messtechnik die Oszillation des Pfeifenkörpers (ein einem akustischen Monopol entsprechendes "Atmen" des Querschnitts) untersucht. Die Ergebnisse belegen die Wahrnehmbarkeit unterschiedlicher Wandungsprofile als auch klare objektive Differenzen zwischen den emittierten Schallspektren. Ein Atmen mit guter Korrelation zur inneren Druckanregung bestätigt den Einfluss wandungsprofilabhängiger Oszillationen auf den Klang der Orgelpfeife. Schließlich wurde die Interaktion zweier in Abstand und Grundfrequenz nah beieinander liegender Orgelpfeifen überprüft. Als Ursache des dabei wahrnehmbaren Oktavsprung des Orgeltons konnte eine gegenphasiger Oszillation des Grundtons beider Pfeifen nachgewiesen werden. / The influence of the wall geometry of an acoustic waveguide on the sound radiation has been investigated on the example of the steady sound quality of an organ pipe. At the example of two different pipe materials two different pipe wall geometries were compared: a wedge-shaped conical wall profile with a decreasing wall strength towards the pipes open end and a constant wall profile with no change in wall strength, respectively. For statistic safety all investigations were exercised on a large test pipe series of 4 by 10 pipes, unique to our knowledge. Apart from the described differences, all pipes are produced and intonated to be as equal as possible.<br><br> The verification of the wall geometries influences is based on three investigations: First, a subjective evaluation of the audible differences was performed. Second, differences in the broad spectra, the level of the harmonics partials and in the fundamental frequency were detected in an anechoic chamber. Third, with a new measurement technique we examined the oscillation of the pipe body (monopolic breathing of the pipe bodies cross-section) as source of the detected differences in the sound. The results show clear audible difference which are supported by measurable differences in airborne sound and body oscillations of the investigated pipes. Finally the interaction of two organ pipes closely space in frequency and distance has been investigated. The subjective impression of frequency doubling was detected as an anti-phase phase oscillation of the fundamental tone of both pipes leading to a dominance of the second harmonic.<br><br>

Afin de répondre au questionnement général de cette thèse qui traite de la viabilité de l'union monétaire européenne, ce travail est divisé en trois parties. Dans la première, nous analysons notre objet d'étude à un niveau méta. Nous montrons ainsi que l'architecture institutionnelle de la zone euro est axée sur la stabilité monétaire sans proposer formellement des mécanismes d'ajustement aux chocs. La deuxième partie s'intéresse à la question de la synchronisation des économies européennes par l'intermédiaire de deux essais. Nous montrons que d'importantes hétérogénéités demeurent. La troisième partie analyse des questions relatives à la transmission de la politique monétaire. Cela se réalise avec deux essais qui montrent d'une part que la transmission de la politique monétaire dans la zone euro a été fortement perturbée par la crise des subprimes et, d'autre part, que l'influence de la BCE sur les actions des marchés européens est faible. Cette thèse insiste par conséquent sur le caractère incomplet du processus d'intégration économique et monétaire européen et sur sa nécessaire réforme. / The main objective of this thesis is to investigate the problematic of the viability of the European monetary union. This work is divided in three parts. In the first one, we analyse our object of research in order to precise several research axes to study in priority. We show that the European monetary union in mainly focused on the monetary stability without any formal adjustments mechanisms. The second part is focused on the question of the European members' economies synchronisation. We show that large heterogeneities remain. Two essays on the monetary policy pass-through compose the third part. We demonstrate that the interest rate pass-through was affected by the subprimes crisis and that the ECB's influence over the European stock markets is weak. This thesis insists on the fact that the European monetary and economic process of integration is incomplete and should be reinforced.

Cette thèse étudie le rôle des marchés de production intersectoriels dans l’amplification et dans la propagation des chocs subis par les économies modernes. Une littérature théorique récente prédit que lorsque les réseaux d’inputs intermédiaires sont dominés par un groupe réduit de fournisseurs, la propagation des chocs au sein d’une économie est conséquente, et la dynamique de la production agrégée devient sensible aux aléas microéconomiques ; c’est à dire, à ceux subis par des firmes ou des secteurs. Cette thèse a pour premier but de tester cette hypothèse de façon empirique. Cette thèse va aussi au-delà des concepts déjà présentés par cette littérature en démontrant que l’étude de la structure en réseau des marchés internationaux d’inputs permet aussi d’étudier la propagation de chocs entre pays. Ainsi, cette thèse propose une nouvelle façon d’étudier un mécanisme de contagion international bien connu : les chaines internationales de valeur. Trois questions guident notre discussion : Est-ce que les économies industrialisées présentent-elles une structure en réseau susceptible d’amplifier les chocs idiosyncratiques ? Est-t-il possible de relier empiriquement la structure en réseau des marchés intersectoriels à la force de propagation des chocs ? Est-ce que la structure en réseaux des marchés internationaux d’inputs peut aider à expliquer la propagation des chocs entre pays, et ainsi la synchronisation internationale des cycles économiques entre pays ? Les résultats empiriques de cette thèse suggèrent une réponse positive à ces trois interrogations, et apportent des nouveaux éléments en faveur du développement de cette nouvelle branche de la macroéconomie internationale / This dissertation explores empirically the link between the network structure of inter-industry markets and the force of propagation of shocks affecting modern economies. Recent theoretical propositions suggest that where intermediate inputs markets are led by few very influential suppliers the propagation of shocks is strong, and the aggregate economy becomes sensitive to industryspecific shocks. The first objective of this dissertation is to test empirically these propositions. More importantly, this thesis goes beyond these observations by highlighting that current concepts linking the network structure of economies to the propagation of shocks within the economies may be applied to study the propagation of shocks across countries. This dissertation introduces a new way of studying a well-known international diffusion mechanism: the global inter-industry value chains. Discussion is articulated throughout three questions : Based on their network structure, are modern economies prone to important spillovers ? If so, may the network structure of economies predict the actual level of comovement of industrial activity ? Since globalization led to international fragmentation of production, may the network structure of international inter-industry value chains foster cross-country spillovers ? Empirical results give positive answers to these questions, and provide elements to continue exploring this emerging literature of the international macroeconomics

Microprocessors have experienced a significant stall in single-thread performance since about 2004. Instead of significant annual performance improvements for a single core, it is easier to increase performance by providing multiple, independent cores that the application programmer has to coordinate. Exposing concurrency to the applications requires mechanisms to control it. Hardware Transactional Memory (HTM) is an abstraction that provides optimistic, fine-grained concurrency control with a simple application interface, and has received significant research attentions fro 2004 - 2010, with initial publications in the mid-90s. The central thesis of my work is that detailed analysis and ISA modelling of HTM is necessary to understand actual implementation and usage challenges, and get more realistic results. Instead of overly complicating the design of HTM with features that would be extremely hard to implement right in a more detailed microarchitecture and ISA proposal, I suggest that getting a base-line HTM specification and micro-architecture right is a challenge in itself. Yet, despite the complexity, there are interesting implementation options and extensions that can provide benefits to applications using HTM–but they are not on the trajectory taken by most papers published between 2004 and 2010.

Principalement, ce travail présente l'application d'observateurs non linéairespour la détection de fuites (uniques, séquentielles et simultanées) dans des canalisationssous pression. Les observateurs présentés ici ont été conçus à partir d'uneversion discrète des équations du coup de bélier, qui a été obtenue en utilisant laméthode des différences finies et en prenant comme alternative la méthode de collocationorthogonale. Les modèles discrets ainsi que certains observateurs ont étévalidés par une série d'expériences effectuées dans des canalisations d'essai. D'autrepart, une nouvelle version d'observateurs à grand gain pour des systèmes non uniformémentobservables a été développée. Elle a été utilisée pour la détection de fuitesainsi que pour la synchronisation de systèmes chaotiques avec des paramètres inconnus.Des résultats de convergence, expérimentaux et en simulation sont exposésdans ce mémoire.

La planification tactique consiste à élaborer des plans de production afin de répondre au mieux à la demande, à un moindre coût. Traditionnellement, cette planification est divisée en trois plans principaux : le Plan Industriel et Commercial (PIC), le Plan Directeur de Production (PDP) et le Calcul des Besoins Net (CBN). Pour élaborer ces différents plans, des modèles mathématiques dits de " lot-sizing " ont été développés. Cependant, les mécanismes de fusion/acquisition entre entreprises ont considérablement complexifié cette planification en y intégrant les aspects multi-site inhérents au concept de chaîne logistique et il n'existe pas, à notre connaissance, de modèle du domaine et de modèle mathématique de référence pour cette problématique. Dans cette thèse, nous proposons un modèle générique de connaissance pour la planification multi-site à partir duquel un modèle mathématique générique peut être obtenu. Ce dernier permet, par instanciation, de retrouver les principaux modèles de la littérature. Nous proposons également des méthodes d'optimisation efficaces pour l'élaboration des plans de production (PIC, PDP et CBN) dans un contexte mono et multi-site : - Nous nous intéressons à l'obtention du PIC et du PDP dans un contexte mono-site au travers de la résolution du Capacitated Lot Sizing Problem (CLSP) grâce à des métaheuristiques et des bornes inférieures. Par cette technique, nous améliorons des résultats de la littérature. - Nous proposons un modèle mathématique pour la planification d'une chaîne logistique de type " flowshop hybride " obtenu par instanciation du modèle mathématique générique ainsi qu'une méthode d'optimisation efficace pour déterminer les PDPs et CBNs pour cette chaîne logistique. Nous abordons ensuite les problèmes de faisabilité des plans de production ainsi déterminés au niveau opérationnel en utilisant différents couplages entre modèles mathématiques ou modèles de simulation, ce qui permet d'assurer la synchronisation verticale des plans. Enfin, dans le cadre d'un contrat industriel, nous nous intéressons à la mise en place d'une politique de gestion de stock à demande différenciée. Après avoir étudié la faisabilité d'une telle mise en oeuvre dans un contexte industriel, nous avons conçu les algorithmes et développé l'application permettant de calculer les seuils de rationnement de chaque client afin de mener un test grandeur nature de cette politique.