Les systèmes contrôlés en réseau (SCR) ont fait l'objet de nombreux travaux de recherche au cours des dernières années, principalement pour ce qui concerne la synthèse de lois de commande. Les systèmes contrôlés en réseau présentent de nombreux avantages, notamment en terme de flexibilité, mais différent problèmes se posent quand une boucle de contrôle est fermée par un réseau de communication. (ex. retards et des pertes, contraintes de communication). Diagnostic et tolérance aux défauts sont des enjeux importants pour les systèmes de contrôle, particulièrement dans les systèmes de sécurité fondamentaux. La théorie et l'application des approches classiques de diagnostic et tolérance aux défauts doivent être re-visités lorsqu'il s'agit de SCR. L'objectif de cette thèse est de proposer de nouvelles approches de diagnostic pour les systèmes contrôlés en réseau en considérant la perte de paquets et la contrainte de communication. De plus, les algorithmes de l'ordonnancement et de diagnostic proposés sont implémentés dans un mini hélicoptère. Nous considérons d'abord les problèmes de perte de paquets et de contrainte de communication pour ensuite adapter un modèle où la détection des défauts et l'allocation des ressources de communication sont fortement liés. En interprétant ce modèle comme un modèle périodique, nous formalisons et résolvons le problème de détection et localisation de défauts avec un ordonnancement périodique et hors-ligne. L'approche proposée garantit la robustesse des résidus aux perturbations ainsi que perte de paquets sur la commande du système. Il est parfois nécessaire de fournir une séquence de communication prédéfinie avant de concevoir le système de détection de défauts. IL spécifie l'ordre de l'accès des capteurs et des actionneurs au réseau. Cependant, le choix d'une séquence de communication dépend forcément à la structure du système. Un algorithme graphique proposé dans cette thèse garantit la génération de séquences de communication permettant de préserver certaines propriétés structurelles du système. En outre, cet algorithme peut être utilisé sur les systèmes incertains et assez grands. Traditionnellement, allocation des ressources et l'ordonnancement sont basés sur les stratégies hors ligne. Mais la performance du système de diagnostic ne peut pas être garantie sous l'ordonnancement hors-ligne, si le système est objet à des perturbations imprévisibles. En plus, L'ordonnancement en ligne nécessite une grande charge de calcul qui ne peut être toujours possible en cas de système embarqué. Par conséquent, un ordonnancement semi-en ligne qui permet de préserver les avantages de l'ordonnancement en ligne et évite certaines limitations d'ordonnancement hors ligne peut être considéré comme une solution de compromis. Les drones ou UAVs pour Unmanned Aerial Vehicules font actuellement l'objet de beaucoup de recherches en raison de leurs utilités dans des situations qui nécessitent des opérations autonomes ou autopiloté. Ils peuvent être classés comme des systèmes dynamiques rapides. Par conséquent, ils peuvent être banc d'essai idéal pour étudier les effets du réseau sur les performances de contrôle/diagnostique en boucle fermée. Le dernier chapitre de cette thèse est dédié à implémentation d'une stratégie de commande tolérante aux défauts et les approches de détection et localisation des défauts proposées dans les chapitres précédents sur le drone.

Le photovoltaïque est un secteur industriel en pleine expansion depuis la fin des années 90, avec une croissance de 30 à 40% de la production par an. Les activités de recherches présentées dans le cadre de cette HDR constituent un accompagnement au développement et à l'amélioration des performances des cellules photovoltaïques en silicium cristallin. La première partie concerne les propriétés du silicium " photovoltaïque ", qui présente des concentrations en impuretés plus élevées que le silicium utilisé en microélectronique. Nous abordons le principe de la purification par plasma réactif, permettant en particulier de réduire les concentrations en Bore du silicium. Nous abordons ensuite les propriétés électroniques du matériau compensé, contenant à la fois les impuretés de type P et N. Ce type de matériau, finalement peu étudié jusqu'à présent et dont l'usage augmente dans le photovoltaïque, présente des propriétés particulières en terme de mobilité. Nous nous intéressons aussi aux propriétés du silicium tri-dopé Bore-Phosphore-Gallium. Le gallium est ici volontairement introduit lors du tirage des lingots pour permettre de maîtriser le type et de mieux contrôler la résistivité du matériau final. La deuxième partie concerne la réalisation, par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD), et la caractérisation de couches minces de diélectriques (nitrure, oxydes et oxynitrures de silicium). Ces couches sont utilisées dans la passivation et pour la réalisation des couches antireflet des cellules photovoltaïques en silicium. Nous présentons les principaux résultats obtenus, en faisant la liaison entre les propriétés physico-chimiques de ces couches et leurs caractéristiques optiques et électroniques. Nous nous intéressons plus particulièrement à la problématique de la passivation en face arrière des cellules minces, dont l'objectif consiste à remplacer la traditionnelle couche en aluminium sérigraphié par un diélectrique plus fin.

Cette thèse porte sur les défis techniques et technologiques dans la conception des architectures mobiles d'émission " tout numérique " reconfigurables fonctionnant dans les bandes cellulaires pour les standards GSM, W-CDMA, HSUPA et LTE. Avec l'évolution constante des besoins en communication, les terminaux mobiles doivent être en mesure de couvrir différents standards à partir d'une même architecture, en fonction des bandes de fréquences libres, du débit et des contraintes spectrales. Dans un but de réduction des coûts, de consommation et d'une plus grande intégration, de nouvelles architectures dites multistandards se sont développées permettant à un seul émetteur d'adresser chaque standard au lieu de paralléliser plusieurs architectures radio chacune dédiée à un standard particulier. Depuis plusieurs années ont émergé des technologies nanométriques telles que le CMOS 90nm ou 65nm, ouvrant la voie à une plus grande numérisation des blocs fonctionnels des architectures jusqu'alors analogiques. Dans cette étude, nous identifions les évolutions possibles entre " monde analogique " et " monde numérique " permettant de déplacer la limite de la bande de base jusqu'à l'amplificateur de puissance. Plusieurs architectures ont été étudiées avec des degrés de numérisation progressifs jusqu'à atteindre l'architecture " tout numérique " englobant une partie de l'amplification de puissance. Un travail approfondi sur l'étude des différents standards cellulaires mené conjointement avec l'implémentation et la simulation de ces architectures, a permis d'identifier les différents verrous technologiques et fonctionnels dans le développement d'architectures " tout numérique ". Les contraintes de pollution spectrale des raies de sur-échantillonnage sont apparues comme dimensionnantes. Pour chaque bande de chaque standard, ces contraintes ont été évaluées, afin de définir une méthode d'optimisation des fréquences de sur-échantillonnage. Cependant un filtrage externe reste nécessaire. Une deuxième étape nous a amené à identifier et concevoir une technique de filtrage passe bande reconfigurable pour les bandes cellulaires de 1710 à 1980MHz avec au moins 60MHz de largeur de bande afin d'adresser le standard LTE, et 23dB d'atténuation à 390MHz du centre de la bande pour adresser le pire cas de filtrage (bandes 1, 3 et 10 en W-CDMA). Nous avons alors conçu et implémenté un filtre reconfigurable à inductances actives, afin de garantir reconfigurabilité et très faibles pertes d'insertion. Cette thèse a donc permis à partir d'une problématique actuelle et au travers d'une démarche d'identification des limites des architectures " tout numérique ", de proposer un prototype de filtre adapté. Ce filtre a été conçu en CMOS 65nm, réalisé et mesuré, les performances sont conformes aux exigences requises.

Ce travail avait pour but l'obtention d'un modèle robuste permettant de prévoir l'état d'endommagement et l'érosion de panneaux composites impactés soumis à des projectiles pour des vitesses comprises entre 1000 m/s et 3500 m/s. Pour cela un nombre d'essais et d'observations importants a été réalisé au Centre d'Etude de Gramat. Une extension d'un méso-modèle d'endommagement développé principalement en statique a été proposée pour gérer, de façon objective la transition endommagement, rupture, érosion. Le modèle proposé a été testé numériquement au sein d'Abaqus, tout d'abord vis-à-vis de la détérioration matricielle, puis de la rupture des fibres. Une attention particulière a été portée aux d'effets d'énergie stockée sous forme de pécharge statique. Enfin des simulations des essais réalisés ont permis de montrer la robustesse numérique du modèle, sa pertinence en terme de prévision du cratère, des endommagements résiduels multiples mais également ses limites actuelles en terme d'arrachement de fibre.

Une étude expérimentale aérodynamique et thermique de l'impact d'un jet rond unique sur une paroi plane a été menée. Un haut-parleur permet de moduler la vitesse du jet en sortie de buse. Des mesures de vitesse par PIV montrent que le forçage amplifie les structures tourbillonnaires dans la couche de mélange du jet. Selon le forçage, ces tourbillons peuvent être très stables ou donner lieu à des interactions régulières entre tourbillons. Des décompositions triples de vitesse montrent que les contributions moyennes, cohérentes et stochastiques de l'écoulement peuvent être adaptées en fonction de la fréquence et de l'amplitude du forçage acoustique. Les fluctuations de pression associées à ces tourbillons sur la plaque d'impact ont été mesurées et évaluées à l'aide d'un formalisme intégral pour la pression. Les transferts de chaleur moyens par convection entre le jet et la paroi d'impact révèlent deux principaux effets du forçage acoustique sur les variations radiales du nombre de Nusselt pour une petite distance d'impact. L'effet de l'impact du cône potentiel du jet sur la paroi disparaît lorsque le forçage acoustique conduit à une augmentation importante des niveaux de turbulence sur l'axe du jet. Le lobe secondaire de transferts de chaleur est déplacé et atténué par le forçage acoustique. Des mesures de températures pariétales fluctuantes mettent en évidence deux modes de propagation des fluctuations de température sur la plaque d'impact. Le premier est indépendant du forçage acoustique et correspond à une propagation filamentaire. Le second est lié à la convection des tourbillons sur la plaque d'impact et correspond à la propagation radiale de fronts chauds et froids.

Les tendances récentes en matière de piles à combustible à oxydes solides visent à exploiter la conduction du proton par l'utilisation d'électrolytes de structure de type pérovskite, plus performants à température modérée que les électrolytes conducteurs de l'ion oxyde. Une seconde voie d'amélioration des performances des piles consiste à diminuer l'épaisseur de l'électrolyte aux alentours de 5-10 μm pour minimiser sa résistance. Dans ce contexte, les procédés de dépôt physique trouvent un intérêt majeur. Dans ce travail, nous nous sommes attachés à étudier la faisabilité de couches denses de cérates ou de zirconates de baryum ou de strontium (BaCe1-xYxO3-a, BaZr1-xYxO3-a et SrZr1-xYxO3-a), les électrolytes conducteurs protoniques les plus aptes à répondre aux besoins de l'application, par co-pulvérisation de cibles métalliques en présence d'une atmosphère réactive d'argon-oxygène. Après une description du dispositif expérimental utilisé pour la synthèse des couches, nous étudierons plus particulièrement l'influence des paramètres de dépôt sur la composition des revêtements. Les films bruts d'élaboration étant amorphes, leur cristallisation est étudiée lors de synthèses en température ou au cours de recuits ex-situ. Enfin, les propriétés de conduction ionique des couches de composition visée sont étudiées par spectroscopie d'impédance électrochimique et comparées à celle des matériaux massifs correspondant.

Cette thèse de doctorat aborde le problème de l'ordonnancement réactif des installations de traitement de surface. L'émergence, sur le marché industriel, d'entreprises implantées dans des pays à faible coût de production et la réduction de l'horizon de planification de la production, imposent une révision du mode de pilotage. Depuis une décennie, des chercheurs travaillent sur le pilotage réactif, mode d'organisation dans lequel aucune décision n'est prise à l'avance. Ce mode de pilotage a l'avantage de répondre aux aléas de production et aux commandes volatiles, tout en assurant de bonnes performances. Il s'oppose principalement au pilotage prédictif dans lequel l'affectation des tâches aux différentes ressources se fait a priori. Le traitement de surface est une étape de la production des pièces consistant à modifier la structure physico-chimique de la surface des pièces par immersion dans différents produits chimiques. Les pièces sont transportées par des ponts roulants, ressource généralement critique. Les temps de traitement, commençant avec l'immersion par le pont et se terminant par la reprise du pont, sont généralement bornés, ce qui impose au problème des contraintes temporelles fortes non présentes dans d'autres problèmes d'ordonnancement. Cette thèse propose d'appliquer le mode de pilotage réactif à ces installations fortement contraintes. Après avoir démontré l'impossibilité d'une telle approche, parce qu'elle ne permet pas d'assurer la qualité des traitements appliqués aux produits, nous proposons une nouvelle solution au problème par l'utilisation couplée d'un ordonnancement réactif donnant la flexibilité recherchée et un ordonnancement prédictif assurant la qualité des produits. Cette thèse se termine par deux applications connexes à ce problème : la définition de la topologie d'une installation de traitement de surface à l'aide d'un algorithme génétique et l'aide au lancement des produits dans une telle installation. La validation du concept scientifique développé à été réalisée dans un premier temps par simulation de flux. Le réalisme de la solution proposée à été montré par le déploiement de ces travaux au niveau industriel.

La biomécanique peut être définie comme l'application des connaissances mécaniques à l'analyse d'un système très complexe et évolutif : le corps humain. Il s'agit d'une activité pluridisciplinaire, visant essentiellement à adapter les méthodes et les outils, développés dans d'autres domaines de recherche, à l'étude des êtres vivants. Ce mémoire présente une synthèse de mes activités de recherche au sein de ce laboratoire depuis 1990, regroupant mes travaux personnels et ceux réalisés dans le cadre de DEA ou de thèses que j'ai encadrés. Ce document est structuré selon deux parties principales : La première partie décrit les études biomécaniques à vocation d'applications cliniques. Dans ce contexte, deux thèmes complémentaires sont traités. L'un utilise des données internes statiques (images radiographiques) pour décrire la structure géométrique et la déformation d'une colonne vertébrale pathologique, l'autre des données externes enregistrées au cours de la marche par un système d'analyse du mouvement optoélectronique. Le chapitre décrivant l'analyse de la marche présente les aspects expérimentaux, les aspects de modélisation cinématique et dynamique, et différentes applications dans le domaine clinique. La seconde partie de ce mémoire concerne les études ayant pour objectif des applications de type ergonomique. Deux thèmes sont également abordés dans cette partie. Le premier consiste à simuler de façon réaliste des postures et des mouvements du corps humain. Ces travaux ont été réalisés dans le cadre d'un contrat financé par la DRET avec comme partenaire industriel la société DASSAULT AVIATION. Le second thème a trait à la simulation du comportement mécanique du thorax en cas de choc automobile, et s'inscrit dans le cadre de collaborations avec le Laboratoire de Mécanique des Solides de l'INSA de Lyon et le Laboratoire de Biomécanique et de Sécurité des Usagers de l'INRETS. Une conclusion est apportée à l'ensemble de ces travaux, dont certains sont en cours, et les prolongements possibles des thèmes développés sont recensés dans le chapitre Conclusion et Perspectives.

Dans le contexte économique actuel, le prix, la qualité et le délai ne sont plus les seuls avantages concurrentiels puisque tous les concurrents sérieux sont performants sur ces trois dimensions. Dans l'optique de se différencier, les entreprises se doivent d'innover. Pour atteindre ce but, l'entreprise doit être agile et développer son intelligence ; ceci passe par une meilleure gestion de son processus d'innovation et en particulier un accroissement de l'efficacité de ses activités de conception. Cet accroissement peut se faire via deux alternatives non exclusives : d'une part, une maîtrise plus étendue de connaissances scientifiques diverses, en raison d'une complexification croissante des systèmes techniques ; d'autre part, une montée en compétence des agents sur des méthodologies de conception efficaces, c'est-à-dire conduisant à de réelles modifications des systèmes existants, voire à des systèmes totalement nouveaux : c'est ce que nous appelons la conception innovante. Différents cas sont envisageables pour les entreprises désirant innover ; elles peuvent chercher à innover par elles-mêmes, se regrouper en réseau d'entreprises pour innover ensemble ou se regrouper en réseau pour apprendre à innover. La problématique de cette thèse repose sur l'amélioration de la performance en conception par l'apprentissage en réseau de la conception innovante. Afin de limiter les ressources, les partenaires mutualisent leurs apprentissages afin d'apprendre ensemble à mieux concevoir. La principale contribution porte sur la définition et la caractérisation d'un réseau permettant de réunir des entreprises souhaitant monter en compétence sur de nouvelles méthodes de conception.

Étude du traitement des siloxanes par adsorption sur matériaux poreux : application au traitement des biogaz Les biogaz sont des mélanges à forte teneur en méthane utilisés dans la production de chaleur ou d'électricité. Ils contiennent des quantités plus ou moins importantes de siloxanes qui sont interdits pour de nombreuses utilisations du biogaz. La possibilité d'élimination des siloxanes par adsorption est étudiée. Une étude en réacteurs statiques permet d'évaluer les capacités d'adsorption des charbons actifs, de zéolithes et du gel de silice. L'influence sur les capacités de traitement des siloxanes, de la présence de CH4, de CO2, de l'humidité, et d'autres composés organiques volatils dans la matrice gazeuse, est étudiée. Des bonnes capacités d'adsorption de certains adsorbants sont retrouvées. Dans les conditions d'adsorption les plus défavorables on obtient une diminution de 20 % sur les capacités d'adsorption. Les capacités de traitement restent modestes. L'influence des conditions opératoires du procédé est étudiée dans le but d'augmenter les capacités de traitement et réduire la quantité d'adsorbant. Les résultats nous ont permis de définir, valider et dimensionner un système de traitement à échelle réduite. Le procédé envisagé consiste en une adsorption sur tissu de carbone activé, alternant avec des phases de régénération thermique. Une unité pilote a permis de réaliser et d'évaluer le vieillissement du procédé. L'ensemble de ce travail laisse entrevoir des possibilités d'applications industrielles du procédé, même si une phase d'essai sur site en conditions réelles est encore nécessaire.