Le domaine scientifique dans lequel nos recherches s'insèrent est celui des Systèmes Multi-Agents. Dans ce domaine, nous nous intéressons à l'élaboration de modèles globaux définissant et structurant l'activité commune d'agents autonomes. En effet l'autonomie d'un agent se traduit par sa capacité à déterminer ses propres buts face à la configuration de l'environnement ainsi qu'à ses motivations. Du fait de cette autonomie, des conflits liés à l'existence de buts propres à chacun des agents autonomes d'une société d'agents peuvent être incompatibles, complémentaires ou en compétition avec les objectifs de la société. Des modèles de gestion de conflits existent, et dans le cadre de ce travail, nous nous sommes intéressés aux modèles organisationnels. Nous défendons la thèse selon laquelle la définition et la mise en place de contraintes globales influençant le fonctionnement d'agents autonomes doit être faite de manière à prendre en compte l'éventualité que les agents puissent ne pas respecter les contraintes selon les contextes et les objectifs individuels de chacun. Afin d'atteindre ces objectifs, nous proposons un modèle d'Institution Electronique comportant une description explicite et déclarative des contraintes à appliquer aux agents ainsi qu'un système de supervision et de renforcement de ces contraintes. Ce modèle permet de définir et de structurer grâce à MoiseInst l'activité d'un ensemble d'agents autonomes au sein d'une organisation normée et de superviser son respect grâce au système d'arbitrage Synai. Ce dernier est composé d'un ensemble d'agents de supervision capables de mettre en place des mécanismes de régulation et de renforcement de ces contraintes sur les agents autonomes. L'application du modèle se fait dans deux domaines totalement différents puisqu'ils concernent la création et l'exécution de contenu pour la télévision interactive d'un côté et la gestion de contrats électroniques d'une plate-forme de e-commerce de l'autre. Ils exhibent cependant la même problématique d'arbitrage d'entités autonomes devant respecter des contraintes. De plus, ces deux applications sont complémentaires par leur différence de portée de l'Institution.

Ce projet vise à développer de nouvelles encres à base de nanofils d’argent et de nanocellulose pour des applications conductrices et transparentes. Les nanocelluloses, nanoparticules issues de la cellulose, sont de deux types : les nanocristaux de cellulose (NCC) et les nanofibrilles de cellulose (NFC) et possèdent des propriétés bien spécifiques. Ce travail a consisté d’une part (i) à utiliser la forme tubulaire et rigide des NCC pour produire des nanotubes d’argents par synthèse chimique, avant leur formulation en encre et d’autre part (ii) à utiliser les propriétés d’enchevêtrement des NFC flexibles pour stabiliser des nanofils d’argent commerciaux, habituellement instables en suspension. Les divers résultats de ce projet ont permis d’aboutir à la formulation brevetée et à la commercialisation d’une encre conductrice à base d’une faible quantité d’argent et de NCC et de deux encres conductrices et transparentes à base de NFC et de nanofils d’argent. Les interactions physico-chimiques et la stabilité colloïdale de ces suspensions hybrides ont été étudiée de manière fondamentale, tout en développant des formulations adaptées à divers procédés d’impression, que ce soit à échelle laboratoire mais aussi industrielle. / This project aims at developing new conductive inks based on nanocellulose and silver nanowires for transparent and conductive applications. Nanocellulose are nanoparticles extracted from the cellulose and two kinds currently exist: the cellulose nanocrystals (CNC) and the cellulose nanofibrils (CNF). This project have evaluated on one hand the ability of using tubular rigid CNC as template for producing silver nanorods, prior their formulation into conductive inks. On the other hand, the ability of using flexible and entangled CNF to stabilize commercial silver nanowires, usually unstable in suspension, was investigated. The results of this project lead to the patented formulation and commercialization of one low silver content conductive ink based on silver and CNC and two conductive transparent ink based on CNF and silver nanowires. Physico-chemical interactions and colloidal stability of such hybrid suspension have been scientifically studied meanwhile printing process adapted formulation have been successfully designed and tested at laboratory scale but also industrial scale.

Le CEA-Leti propose des transistors bidirectionnels courant-tension sur base de la technologie récente HEMT GaN récemment appliquée à l’interrupteur de puissance. La caractéristique bidirectionnelle 4 segments ouvre de nouvelles perspectives en termes de structures d’électronique de puissance et amène à explorer les topologies qui requièrent ce type d'interrupteurs afin de permettre la conversion AC/DC ou AC/AC mono-étage. Ces structures, qui requièrent alors moins d’interrupteurs, permettent potentiellement de gagner en termes de compacité et de rendement. Les interrupteurs 4 segments CEA Leti ont la particularité d’être mono-grille, ce qui permet le pilotage d’un de ces interrupteurs avec un seul signal de commande. En revanche, cette spécificité amène à laisser de côté des stratégies de commande classique et à explorer de nouveaux modes de contrôle : dans ce cadre, ce travail de thèse s’est intéressé à des stratégies de commutation automatiques appliquées à l’interrupteur bidirectionnel mono-grille. Un « cadre de commutation » spécifique a été définit comme prérequis à la définition de toute topologie implémentant ce type d’interrupteur afin de mettre en œuvre des stratégies d’auto-commutation de type ZCS ou bien ZVS. Sur cette base, deux topologies, l’une ZCS, l’autre ZVS, ont été étudiées dans le cadre d’une conversion AC/DC avec fonction PFC et réversibilité en puissance. La topologie à commutations ZVS a été privilégiée pour une mise en œuvre expérimentale. Dans cette perspective, un circuit de driver capable de générer des auto-commutations ZVS a été conçu. Le fonctionnement du convertisseur en auto-commutations ZVS est validé par des essais sur un prototype en fonctionnement AC/DC. / CEA-Leti offers bidirectional current-voltage transistors based on the HEMT GaN technology recently applied to the power switch design. The 4-segment bidirectional feature opens new perspectives in terms of power electronics structures and leads to explore the topologies that require this type of switches, allowing to design single-stage AC-DC or AC-AC conversion systems. These structures, which then require fewer switches, offer potential benefits in terms of compactness and efficiency. The 4-segment CEA Leti switch has the particularity of being single-gate type, which allows to control one bidirectional switch with just one control signal. On the other hand, this specificity leads to avoid classical control strategies and to explore new modes of control: in this context, this thesis work was interested in automatic switching strategies applied to the single gate bidirectional switch. A specific "switch frame" has been defined as a preliminary condition for the definition of any topology implementing this type of switch in order to implement ZCS or ZVS self-switching strategies. On this basis, two topologies, one ZCS, the other ZVS, were studied in the context of an AC/DC conversion with PFC function and power reversibility. The ZVS switching topology has been selected for experimental implementation. In this perspective, a specific ZVS auto-switching driver circuit has been designed. The converter operation, in ZVS auto-switching, is validated by tests on a prototype in AC/DC conversion mode.

L’effet thermoélectrique permet la conversion directe et réversible d’un flux de chaleur en courant électrique via l’utilisation de semi-conducteurs de type-p et de type n. Les polymères conjugués, comme le poly(3,4-éthylènedioxythiophène) (PEDOT) sont pressentis pour être des alternatives aux alliages de tellurure de bismuth (Bi2Te3) coûteux, toxiques et difficiles à synthétiser.Cette thèse se propose d’améliorer la conductivité électrique d’un PEDOT et de faciliter sa mise en œuvre par une technique d’impression grande surface comme le spray.La première partie porte sur l’amélioration de la synthèse par tournette du PEDOT : OTf dont le dopage est stabilisé par le contre-ion trifluorométhanesulfonate (OTf-). Plusieurs co-solvants sont testés comme la pyridine ou la NMP. Ces co-solvants permettent de ralentir la polymérisation et d’améliorer ainsi la structure du matériau. Des conductivités électriques de 3600 S.cm-1 avec un coefficient Seebeck aux environs de 20 µV.K-1 sont atteintes.La seconde partie étudie les avantages et les inconvénients d’une synthèse de ce PEDOT : OTf amélioré par spray ultrasonique. Cette technique permet de conserver la formulation développée pour le dépôt par tournette. Il est possible d’obtenir des films épais (~ 1 µm) avec une conductivité électrique supérieure à 1650 S.cm-1. Des études par diffraction des rayons X et de transports permettent de comparer les deux méthodes de dépôt et d’orienter les choix de formulation et de procédé.Finalement, avec ces améliorations apportées, des exemples de modules thermoélectriques imprimés sont présentés et évalués. Ainsi en imprimant plus de 300 thermocouples connectés en série puis roulés, un tel module thermoélectrique occupe une surface inférieure à une pièce de 50 centimes d’euro et peut générer 1 µW avec un gradient de température de 35 °C.Cette thèse souhaite pouvoir apporter des éléments de réponse sur la relation entre la mise en œuvre et les propriétés électriques des polymères conducteurs. / Thermoelectricity can convert directly and reversibly a heat flux into an electric current with p and n-type semiconductors. Conjugated polymers, such as poly(3,4-ethylenedioxithiophene) (PEDOT), offers an alternative to the best room temperature thermoelectric materials based on bismuth telluride alloys which used scarce, hazardous and hard to process raw materials.This PhD work aims to enhance the electrical conductivity of an in-situ polymerised PEDOT and make it easy to process with large scale printing techniques like spray-coating.The first part focus on the optimisation of this synthetized PEDOT through spin-coating. The doping of this PEDOT is stabilised with the counter-ion trifluoromethanesulfonate (OTf-). One way of enhancement is to add co-solvents like pyridine and NMP in order to slow down the polymerisation rate. Consequently, PEDOT:OTf get a better structure and reach an outstanding electrical conductivity of 3,600 S.cm-1 without decreased the Seebeck coefficient which remains around 20 µv.K-1.The second part studies pro and cons of the ultrasonic spray as a coating technic to this enhanced PEDOT:OTf. This technic allows to keep an ink formulation closed of the spin-coating one and can print thick films (~ 1 µm) with an electrical conductivity above 1650 S.cm-1. XRD and transport measurements are achieved in order to understand and compare both spray and spin-coating techniques. And therefore, to enlighten improvement on formulation and process.At last, several examples of spray-coated thermoelectric generators are shown and tested. Thus by printing more than 300 thermocouples connected in series and rolled into a cylinder, such devices could produce 1 µW with a gradient of temperature of 35 °C on a surface less than a 5 cm2 (size of a coin).This thesis work wishes to provide insight on the process-electrical relationship in conducting polymers.

Les travaux de cette thèse s'intéressent aux problèmes de performance et de coût des architectures MPSoC à base de NoC, en tirant parti des possibilités offertes par les technologies d'intégration 3D. Plusieurs contributions originales sont proposées. Tout d'abord, une étude approfondie à propos des différentes granularités de partitionnement au sein des circuits 3D est réalisée. En se basant sur cette analyse, ce travail de thèse est orienté aux architectures 3D partitionnées au niveau des blocs macroscopiques. Ainsi, la contribution de l'intégration 3D est limitée aux interconnexions verticales inter-blocs. Afin d'améliorer les performances de ces interconnexions, une topologie hiérarchique de NoC est proposée pour diminuer la latence et augmenter le débit des communications au sein des architectures 3D partitionnées au niveau des macro-blocs. D'autre part, un modèle au niveau du système est présenté pour évaluer et comparer les coûts des différentes options technologiques de l'intégration 3D. Partant de cette évaluation, nous proposons une architecture multiprocesseur reconfigurable empilable pour les applications de télécommunication 4G, en tenant compte des problèmes de coût. / This PhD research is intended to deal with cost and performance issues of NoC-based MPSoC architectures by taking advantage of the opportunities offered by 3D integration technologies. Several original contributions are proposed. First, a deep investigation of the different partitioning granularities within 3D circuits is performed. Based on this analysis, this PhD work is oriented to focus on core-level partitioned 3D architectures, and then to restrict the contribution of 3D stacking to the global inter-block vertical interconnections. To enhance the performance of global interconnect architectures, a hierarchical NoC topology is proposed to improve communication latency and throughput within core-partitioned 3D architectures. On the other hand, a system-level cost analysis model is presented to assess and compare several 3D integration technology options. Based on this evaluation, we propose a cost-aware stackable reconfigurable multiprocessor NoC-based architecture to address the requirement of 4G telecom applications.

Les Alimentations Sans Interruption (ASI) ont pour rôle de protéger les charges sensibles. Leur utilisation nécessite l’usage de convertisseur de puissance AC/DC triphasé abaisseur et/ou élévateur de tension. Les ASI utilisent généralement une chaîne de conversion DC/DC+DC/AC ayant un rendement aux alentours de et sont souvent employées de façon continue. L’objectif de cette thèse est donc d’étudier un convertisseur DC/AC triphasé réversible en puissance susceptible de fonctionner en abaisseur et en élévateur de tension pour atteindre un rendement souhaité de 98% avec un minimum de 97,5%. L’étude s’oriente vers des architectures de convertisseurs peu conventionnelles, l’utilisation de semi-conducteurs grand gap (SiC) et de composants passifs à faible pertes. Une méthode de comparaison rapide qui est à la fois analytique et numérique est présentée pour dimensionner ces architectures en se basant sur les caractéristiques fournies par les constructeurs. La solution ‘Gradateur Onduleur Différentiel’ a été jugée comme la plus adaptée à nos besoins. Les choix techniques pour ce convertisseur sont détaillés, puis une étude de faisabilité présentée. Le convertisseur retenu est non linéaire et sa commande utilise des principes de fonctionnement atypiques, différentes stratégies de régulation sont donc présentées. Des tests sont effectués pour valider la commande mise en place et réaliser les essais fonctionnels et mesures de rendement. Enfin les résultats sont comparés aux prévisions et la solution proposée est finalement globalement comparée à la chaîne de conversion AC/DC+DC/DC classique. / Uninterruptible Power Supply (UPS) aim at quasi-instantaneous protection of critical loads. A DC to 3-phase AC stepup/stepdown converter is needed. For UPS, energy transfer using battery generally uses a 2-stage DC/DC+DC/AC conversion with an efficiency close to 96%. UPS are generally running permanently. The goal of this PhD is to optimize this conversion chain to aim at a target efficiency of 98% with a minimum requirement of 97%. To achieve this, our study will start with a survey of reversible architectures with both stepup and stepdown capability. Using wide bandgap semi-conductors and low-loss passive components are also part of this study. The power converter topologies are compared with a quick dimensioning method wich use both analytic analyse and simulation to realised an element selection based on characteristic given by the constructors. Eligible power converters are evaluated and compared and the “AC chopper+Inverter” architecture is found to best match our requirements. Then the technical choices of the power converter are detailed and a feasibility study is presented for the worst-case scenario. The selected power converter topology is non-linear and its control includes specific states, different strategies for the network and DC line electric parameter regulation are presented. To allow the verification of the proposed regulation, functional tests and efficiency measurement at different points are realised on the prototype. As a conclusion, the results gathered with the prototype are compared to those of a more conventional AC/DC+DC/DC power chain.

Depuis 2011, la réévaluation de plus d’une vingtaine de mesures de flux de neutrinos de réacteur mesurés à courtes distances suggère la présence d’un déficit de 7 % par rapport aux prédictions. Cette anomalie est statistiquement significative à environ 3 sigmas, tout comme une autre anomalie similaire correspondant à l’observation d’un déficit de neutrinos émis par des sources intenses de désintégrations beta. Ces anomalies peuvent être expliquées soit par un biais dans la prédiction des flux de neutrinos, soit par l’existence d’un nouvel état de neutrino, un neutrino stérile léger, vers lequel les trois neutrinos du modèle standard pourraient osciller. Ce nouveau neutrino, n’interagissant pas par interaction faible, serait uniquement « visible » grâce à ces oscillations. L’objectif de l’expérience STEREO est de répondre à la question de l’existence d'un neutrino stérile avec une masse de l’ordre de 1 eV, en utilisant le flux de neutrinos émis par le réacteur de recherche de l’« Institut Laue-Langevin » (ILL) à Grenoble, en France. Pour cela, le détecteur STEREO est segmenté en 6 cellules afin de mesurer l’hypothétique distorsion du spectre en énergie des neutrinos en fonction de la distance au réacteur (entre 9 et 11m de distance). Après quelques années de construction du détecteur et de préparation, l’expérience STEREO a pu commencer la prise de données en novembre 2016 avec une premier période d’acquisition qui s’est terminée en mars 2017. Cette thèse s’inscrit dans ces deux périodes distinctes de l’expérience STEREO. Une première partie a été consacrée à la caractérisation et la validation de l’électronique tout au long du processus de développement jusqu’à sa conception finale. Dans ce cadre, une méthode de mesure de la linéarité de la réponse en charge des photomultiplicateurs et de leurs embases a été développée avec une précision meilleure que 1 %, pour répondre au exigence de sensibilité à l’hypothèse d’un neutrino stérile. Cette exigence a d'ailleurs été validée par une analyse statistique de l’expérience. Une deuxième partie de la thèse a concerné l’analyse des premières données et plus particulièrement, l’identification des différents types de bruit de fond et la recherche des candidats neutrinos. / Since 2011, the re-evaluation of about twenty neutrino flux measurements at short distance from reactors suggests a deficit of about 7 % with respect to predictions. This anomaly has a 3 sigmas significance, as another similar anomaly which corresponds to the deficit of neutrinos emitted from intense source of beta-decay. These anomalies could be explain either by a bias in the flux prediction or by the existence of a new neutrino state, a light sterile neutrino, possibly mixing with the three neutrino states of the standard model. This new neutrino, with no ordinary weak interaction, could only be “visible” via the neutrino oscillation. The STEREO experiment goal is to answer the question of the sterile neutrino existence with mass around 1 eV, using neutrino flux emitted from the research reactor of the « Institut Laue-Langevin » (ILL) at Grenoble, France. To achieve this, the STEREO detector is segmented in 6 cells to measure a hypothetical distortion of the neutrino energy spectrum at different distances from the reactor (between 9 et 11m). Afters few years of detector construction and preparation, the STEREO experiment has started taking data in November 2016 with a first period over in Mars 2017. This thesis took place during two distinct phases of the STEREO experiment. A first part was dedicated to the characterisation and the validation of the electronics, during all its development process until its final conception. In this context, a method to measure the charge response linearity of photomultipliers and their bases, with a precision better than 1 %, has been developed, in order to fulfill the desired sensitivity to the light sterile neutrino hypothesis. This requirement on the precision has been validated by a statistical analysis of the experiment. The second part of the thesis was devoted to the analysis of the first data and more particularly to the identification of the different kinds of background and to the search of neutrino candidates.

Ce manuscrit est basé sur l'étude de l'interaction entre des purs courants de spin et parois de domaines magnétiques. Cet étude a été divisée en quatre parties. Dans la première partie, nous avons donné une explication détaillée du transport de spin dans des nano structure métalliques en utilisant trois approches différentes. La deuxième partie est focalisée sur l'utilisation d'un pur courant de spin pour induire le mouvement d'un paroi de domaine. Dans la troisième et quatrième partie nous avons mis en évidence deux nouvelle techniques d'injection et détection de spin en utilisant des parois des domaines magnétiques. / This thesis is based on the study of the interplay between pure spin currents and magnetic domains walls. This study has been divided in four chapters. In the first part, we provides a detailed explanation of the spin-transport in metallic structures by using three approaches. The second chapter concerns to the use of pure spin currents to induce DW motion in lateral spin valves. The third and four chapter, is mainly focused on the use of DWs for the efficient injection and detection of pure spin currents in lateral spin valves and cross shaped geometries.

The increasing penetration of distributed energy resources, in particular Photovoltaic (PV) production units, and the ever-growing use of power electronics-based equipment has led to specific concern about Power Quality (PQ) in the Low-Voltage (LV) grid. These include high- and low-order current harmonics as well as voltage distortion at the point of common coupling. Solutions to overcome these issues, meeting international grid codes, are being proposed in the context of smart energy management schemes.This work proposes a novel three-phase topology for a PV system with enhanced PQ mitigation functionality, tackling the corresponding control challenges.First, a single-stage current-source inverter PV system with active filtering capability is preferred to the more common two-stage voltage-source inverter topology with additional voltage-step-up converter. The system also guarantees a nearly unitary displacement power factor in the connection to the grid and allows for Maximum Power Point Tracking (MPPT) with direct control of the PV array power. The grid-synchronised dq-axis grid current references are generated for the mitigation of nonlinear load low-order current harmonics, without the need for additional measurements. Active damping is used to minimise grid-side filter losses and reduce high-order harmonics resulting from the converter switching.Results on a 500W laboratory prototype confirm that active damping reduces the switching harmonics in the grid currents and active filtering properly mitigates the low-order current harmonics. The MPPT algorithm works effectively for various irradiance variations. Second, a PV system with a novel Indirect Matrix Converter (IMC)-based unified power quality conditioner topology is developed for enhanced current and voltage compensation capability, with compactness and reliability advantages. PQ issues such as current harmonics, and voltage sags, swells, undervoltage and overvoltage are mitigated by the shunt and series converters, respectively.The more common Space Vector Modulation (SVM) method used in IMCs is developed for this specific topology. In particular, a new shunt converter modulation method is proposed to additionally control the PV array current with zero switching vectors, resulting in a specific switching sequence.A direct sliding mode control method is also studied separately for the shunt and series converters, so that the zero-vector modulation method of the shunt converter can be used, with no sensitive synchronisation of the switching signals; this contrasts with the SVM method. A new dc link voltage modulation method with 12 voltage zones, instead of 6, is proposed to help overcome the limitation in the choice of shunt converter switching vectors due to the positive dc link voltage constraint.Results are obtained for the direct method on a 1 kW laboratory prototype with optimised IMC dc link connection and alternative shunt converter switching transitions to guarantee a positive dc link voltage. Current and voltage compensation capabilities are confirmed by tests in various operating conditions. / Doctorat en Sciences de l'ingénieur et technologie / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le monitorage de la transmission neuromusculaire consiste à évaluer la contraction d’un muscle en réponse à des trains d’impulsions électriques délivrés sur son nerf moteur. Le curare ayant pour effet de bloquer la communication entre le nerf et le muscle, les réponses musculaires seront maximales avant injection de la drogue et s’atténueront au fur et à mesure du blocage neuromusculaire, jusqu’à atteindre une paralysie complète.<p><p>Au regard des principales limitations des moniteurs de curare actuels et des avantages qu'apporte le monitoring sur une variété de muscles, le monitorage par EMG semble être la meilleure alternative. Ce sont essentiellement les insuffisances dans la détection et la gestion des artefacts et des perturbations électriques qui rendent les moniteurs EMG actuels insuffisamment fiables et mal adaptés à l’usage clinique. <p><p>L'objectif de ce travail est dès lors d'identifier les causes de perturabations et apporter les remèdes nécessaires pour faire de l'EMG une méthode de confiance à la fois pour la recherche et la pratique quotidienne. / Doctorat en Sciences de l'ingénieur / info:eu-repo/semantics/nonPublished