Les interfaces entre deux fluides sont le siège de nombreuses instabilités de forme de l’interface si un champ électrique intense est appliqué : génération de gouttelettes, jets micrométriques, etc. Le contrôle de telles instabilités est indispensable pour une fabrication optimale de microsphères ou microfibres : taille, propriétés physico-chimiques, dispersion et structuration spatiale macroscopique d’un agrégat de tels objets. Cette diversité provient de la compétition entre la tension de surface et la gravité avec l’électrodynamique des fluides sous champ électrique induite par les charges électriques, les charges de polarisation, les décharges électriques et/ou le vent ionique. La thèse expérimentale s’articule autour de deux thèmes. Le premier, une compréhension intime des phénomènes spatio-temporels observables lorsqu’un injecteur métallique à la haute tension placé au-dessus d’un bain. Une instabilité originale menant à la formation d’une cloche fluide macroscopique connectant les deux électrodes a été mise en évidence et caractérisée non linéairement. La bifurcation est sous-critique et imparfaite. Le second thème propose une méthode originale de fabrication de microfibres modifiées en une étape par électrofilage au mouillé. Le polymère électrofilé choisi est le PSMA et celui permettant la modification, le PEGDA. Cette étude a été réalisée dans un contexte d’applications de type catalyse. Pour cela les fibres ont été fonctionnalisées à l’aide de la peroxydase (HRP) comme protéine modèle. Les résultats montrent notamment une meilleure stabilité temporelle avec la possibilité de réutilisation du matériau en comparaison à la catalyse utilisant des méthodes standards. / Interfaces between two fluids can lead to various interfacial shape instabilities if an electrical field is applied. Leading, for instance, to micrometric droplets or jets formation. Controlling those instabilities is much-needed for an optimal fabrication of microspheres or microfibers : size, physicochemical properties, dispersion and macroscopic spatial structuring of aggregates of those kind of objects. This diversity is based in the competition between surface tension and gravity forces with gravity during the electrodynamics of fluids under electric field induced by electrical charges, polarization charges, electrical discharges and ionic wind. The experimental thesis deals with two main topics. The first one is a precise understanding of spatiotemporals phenomena occurring in a configuration made of a metallic injector raised to high voltage placed above a liquid bath. We present the formation of an original instability leading to a macroscopic bell-shaped link between both electrodes and its non linear characterization. The bifurcation is subcritical and imperfect. The second topic, based on the experience gained with the first one, is an original method of fabrication of microfibers modified in only one step by wet electrospinning. The chosen electrospun polymer is PSMA and the one used for modification is PEGDA. This study has been realized with a catalyze application context. To do so, fibers has been functionalized with peroxydase (HRP) as the model protein. The results especially show a better temporal stability and possible reuse compared to catalysis with standard methods.

Le Maroc a fait du tourisme le levier économique de son développement national. Pour l’Etat marocain, le tourisme représente la bouée de sauvetage pour le développement du pays, susceptible d’assurer création d’emploi et de favoriser un échange culturel mondial. La mise semble bien apporter ses fruits puisque le secteur touristique est le 2ème contributeur au PIB national après l’agriculture (12% du PIB national). Le tourisme au Maroc a généré 57.5 milliards de dirhams et 500 000 emplois directs en 2013. Certes, le tourisme a bien évolué au Maroc et les arrivées sont passées de 4 278 120 millions en 2000 à 10.046 millions en 2013 ; toutefois, la part des touristes étrangers ne représente que 53% de la totalité des arrivées, et la part des marocains résidant à l’étranger (MRE) en représente 47%. Ce chiffre parait minime comparé aux arrivées internationales dans le monde, à l’image de marque véhiculée par l’Etat marocain, et aux atouts dont dispose le pays. Car comment se fait-il qu’un pays doté d’une culture ancestrale, d’un paysage diversifié dont 3600 km de côtes, d’un climat doux toute l’année, ne séduise que 5 323 333 millions de touristes étrangers? Le tourisme évolue en fonction du développement économique et politique, du développement socioculturel, du développement environnemental, des tendances de la consommation, et de la structure internationale de la production touristique. Ce travail a pour objectif de croiser plusieurs disciplines afin de déceler les principaux freins au développement du tourisme au Maroc, ainsi que les atouts du pays à mettre en valeur. / Morocco has invested in the tourism sector and placed it at the core of its development endeavors. The sector generates jobs and promotes a global cultural exchange. In fact, the tourism sector is nowadays the second largest contributor to national Moroccan GDP after the agriculture sector (12% of national GDP). Tourism in Morocco generated 57.5 billion dirhams and 500,000 direct jobs in 2013. Of course, tourism has evolved well in Morocco and visitor numbers have increased from 4,278,120 million in 2000 to 10,046 million in 2013. However, the share of foreign tourists represents only 53% of all visitors, and the share of Moroccans living abroad (MRE) represents 47%. This figure seems minimal compared to international visitors in the world, the brand image conveyed by the Moroccan state, and the assets available to the country. How is it that a country endowed with ancestral culture, a diversified landscape with 3600 km of coastline, a mild climate all year round, receives only 5,323,333 million foreign tourists? Tourism development goes hand in hand with economic and political development, social-cultural development, environmental development, consumption trends, and the international structure of tourism production. This thesis aims at answering this question using cross-research disciplines to identify the main obstacles hindering the development of tourism in Morocco, as well as the assets of the country.

Les crises récentes sont la manifestation la plus concrète des limites du mode d’accumulation actuel. Ce régime, à dominante financière, laisse libre jeu aux comportements grégaires, source de fragilité et de dysfonctionnement des systèmes économiques et financiers. Au regard de cette évolution de la finance globale, marquée fortement par des épisodes répétés de crises et d’instabilité, nous proposons dans une première partie un travail d’analyse des différents facteurs qui fragilisent le système financier mondial. Il s’agit pour nous de déceler tout ce qui pourrait constituer un vecteur d’instabilité ou de crise. Nous établissons le lien direct entre la libéralisation financière, la spéculation et les crises, et nous démontrons que les stratégies spéculatives des fonds de performance, des fonds d’investissement et des banques d’affaires sont les sources majeures d’instabilité. Nous présentons un examen critique exhaustif de l’ambigüité qui caractérise les résultats des études théoriques et empiriques dans leurs traitements des effets déstabilisants de la globalisation. Dans la seconde partie, nous étudions l’efficacité des contrôles des mouvements internationaux de capitaux en cas de crise. L’examen des expériences de certains pays nous permet de mettre la lumière sur les avantages et les coûts de ces contrôles. Nous nous intéressons aux pays émergents qui s’étaient engagés dans la libéralisation du compte de capital à la suite d’une forte ouverture au commerce internationale et qui ont réinstauré les contrôles pour limiter les potentiels déstabilisants des entrées massives de capitaux (comme le Chili), ou pour éviter des sorties massives de capitaux en période de crise (comme la Malaisie). Nous étudions aussi les conditions qui limitent l’efficacité des contrôles. / Recent crises are the most concrete manifestation of the limitations of current accumulation mode. The scheme, predominantly financial, gives free play to herd behavior, a source of weakness and dysfunction of the economic and financial systems. Given this evolution of global finance, strongly marked by repeated episodes of crises and instability, we propose in the first part of a job analysis of the various factors which undermine the global financial system. It is for us to identify anything that might be a vector of instability or crisis. We establish the direct link between financial liberalization, speculation and crises, and demonstrate that speculative fund performance, investment funds and investment banks strategies are the major sources of instability. We present a comprehensive critical review of the ambiguity that characterizes the results of theoretical and empirical studies in their treatments destabilizing effects of globalization. In the second part, we study the effectiveness of controls on international capital movements in time of crisis. A review of the experiences of some countries allows us to shed light on the benefits and costs of such monitoring. We focus on emerging markets, which were engaged in the liberalization of the capital account after a strong opening to international trade and have reintroduced controls to limit the destabilizing potential of strong capital inflows (such as Chile), or to avoid massive capital outflows in times of crisis (such as Malaysia). We also study the conditions that limit the effectiveness of controls.

Thermoacoustic instability is of fundamental and applied interest in both scientific research and practical applications. This study aims to explore several very important sub-aspects in this field and contribute to a better understanding of thermoacoustic instability as encountered in typical gas turbines and rocket engines. Atomization has been recognized as a key mechanism in driving applied thermoacoustic instability. In this regard, this study mainly focuses on the atomization process relevant for delineation of thermoacoustic instability, contributing to a comprehensive understanding of the effect of acoustics on primary and secondary atomization. Firstly, a tree-based adaptive solver and VOF method are employed to simulate the jet primary atomization. The code is validated by theoretical, numerical and experimental results to demonstrate its capability and accuracy in terms of atomization in both low-speed and high-speed regime. Perturbation frequency and amplitude have shown to affect the atomization significantly. Besides, the effect of acoustic forcing on liquid ligament has also been numerically investigated. A volume source term is introduced to extend the solver to model the compressible effects in the presence of acoustic forcing. The influence of acoustic wave number, amplitude and frequency has been examined in detail. In terms of modelling the thermoacoustic instability, bifurcation analysis is carried out for a time-delayed thermoacoustic system using the Method of Line approach. Good predictions have been obtained to capture the nonlinear behaviors inherent in the system. Moreover, model-based simulation and control of thermoacoustic instability have been conducted. A low-order wave-based network model for acoustics is coupled with nonlinear flame describing function to predict the nonlinear instability characteristics in both frequency and time domain. Furthermore, active feedback control is implemented. Two different controllers have been designed to eliminate the thermoacoustic instability to an acceptably low level and may be employed in a practical manner.

Les télomères sont des structures nucléoprotéiques spécialisées qui assurent l’intégrité des extrémités des chromosomes linéaires. Ils sont composés d’une séquence d’ADN qui leur est propre, sont associées à des protéines spécifiques, et sont maintenus par la télomérase. Leur fonction est d’empêcher le raccourcissement progressif des extrémités des chromosomes dû à la réplication ainsi que leur reconnaissance par les mécanismes de réparation des cassures double brin. La réparation des cassures double-brin consiste en deux mécanismes généraux : la recombinaison non-homologue et la recombinaison homologue. L’activation de ces voies de recombinaison en réponse à la déprotection télomérique est un mécanisme de survie cellulaire, mais qui conduit fréquemment à une instabilité génomique.Nous avons testé l’implication des voies de recombinaison non-homologue dans la prise en charge des télomères déprotégés par inactivation de chacune de ces voies. La génération d’un multiple mutant ne présentant pas de voies de recombinaison non-homologue fonctionnelles a permis de restaurer la capacité des plantes à se développer normalement en présence de télomères déprotégés. Nos résultats ont mis en évidence une compétition entre les voies de recombinaison non-homologue et la télomérase en absence de protection télomérique.L’étude des homologues de la protéine GEN1 – impliquée dans la résolution de structures d’ADN branchées lors de la recombinaison homologue – a permis d'identifier l'homologue fonctionnel de GEN1 chez Arabidopsis et de mettre en évidence un rôle télomérique de cette protéine. En effet, cette nucléase s’avère essentielle à la stabilité des télomères en favorisant leur réplication.L’inhibition de la recombinaison homologue en absence de télomérase entraine l’apparition précoce et significative d’instabilité chromosomique. L’induction d’un stress réplicatif exacerbe cette instabilité télomérique, indiquant que la recombinaison homologue facilite la réplication des télomères en absence de télomérase. Nos données indiquent que la télomérase participe également au déroulement correct de la réplication des télomères. De façon inattendue, le rôle positif de la recombinaison homologue est dépendant de l’hélicase RTEL1. / Telomeres are specialized nucleoprotein structures that ensure the integrity of the ends of linear eukaryotic chromosomes. They are composed of a particular DNA sequence, associated with specific proteins and are maintained by telomerase. Their function is to prevent the progressive shortening of chromosome due to replication and to protect chromosome ends from recognition by cellular double-strand break repair proteins. Double-strand break repair involves two general mechanisms: non-homologous recombination and homologous recombination. Activation of these recombination pathways in response to unprotected telomeres is a cell survival mechanism, which frequently leads to genomic instability.We tested the involvement of non-homologous recombination pathways in fusions of unprotected telomeres by inactivation of each of these pathways. The generation of a triple KO mutant without non-homologous recombination restores the normal growth and development of the plants with deprotected telomeres. These results show a competition between non-homologous recombination pathways and telomerase in the absence of telomeric protection.Study of GEN1 homologues – involved in the resolution of branched DNA structures during homologous recombination – permitted identification of the functional GEN1 homologue of Arabidopsis and the demonstration of a telomeric role of this protein. Indeed, this nuclease proves to be essential to the stability of the telomeres by promoting their replication.Inhibition of homologous recombination in absence of telomerase leads to the early and significant appearance of chromosomal instability. Induction of replicative stress exacerbates this telomere instability, indicating that homologous recombination facilitates telomere replication in the absence of telomerase. Our data indicate that telomerase also contributes to correct replication of telomeres. Unexpectedly, the positive role of the homologous recombination in telomere stability is dependent on the RTEL1 helicase.

L’atomisation assistée est un procédé de formation d’un spray de gouttelettes issu d’une nappe liquide sous l’action d’un courant gazeux à forte vitesse dans un injecteur. Ce procédé est très utilisé dans de nombreuses applications industrielles. Nous étudions la succession d’instabilités hydrodynamiques qui génère les gouttes du spray à l’aide d’une méthode LIF pour mesurer la fréquence des vagues et d’une sonde optique pour la granulométrie des gouttes. Nous validons expérimentalement un nouveau modèle de stabilité linéaire inviscide pour l’instabilité de cisaillement, intégrant un profil de vitesse avec déficit à l’injection. Des simulations numériques et un modèle spatio-temporel de stabilité linéaire sont utilisés pour mettre en avant de nouveaux mécanismes de déstabilisation, de croissance des vagues et de création de gouttes. Les lois d’échelles connues prédictives du diamètre moyen des gouttes en fonction du Weber gaz sont testées pour de nouvelles variables d’étude. / Assisted atomization is a process used to form a spray of droplets. A slow liquid phase is strippedby the action of a strong gas current in order to generate the spray. This process is used in manyindustrial applications. We study the succession of hydrodynamic instabilities generating dropletsby means of a LIF method to measure the frequency and growthrate of waves, and with an opticalprobe to measure drop size and velocity. We validate experimentally a model including an interfacialvelocity deficit in the inviscid stability analysis. Experiments are compared to numerical simulationsand spatiotemporal stability analysis results : the confrontation of these three approaches is used tobring forward new mechanisms of destabilization, growth of waves and creation of drops. We assessthe influence of liquid thickness and dynamic pressure ratio on the dependency of the mean dropletdiameter with the Weber number.

La situation préoccupante de l'économie internationale lors des dernières années révèle la nécessité urgente de repenser la régulation économique contemporaine. Ce travail de thèse se centre sur l'étude du Système Monétaire International (SMI) et soutient que celui-ci est un facteur d'instabilité. L'objectif de cette recherche est double. Il s'agit d'abord de montrer que l'utilisation de monnaies nationales dans les opérations économiques internationales provoque des tensions pouvant déboucher sur des crises. La vérification de ce premier point nous mène, ensuite, à proposer des éléments pour une possible réforme structurelle du SMI.Pour cela, la recherche s'appuie sur les apports théoriques de différents courants qui permettent de détecter la formation de tensions propres au SMI dans des contextes historiques très différents. Sur cette base, la thèse soutient qu'au fur et à mesure que les relations économiques internationales se développent, le SMI provoque des tensions croissantes qui empêchent une gestion stable de la liquidité internationale sur le long terme.En partant de ce constat deux analyses sont menées : d'une part, celle des formes que ces tensions ont prises depuis la généralisation de l'utilisation des monnaies-clé, d'autre part, celle des stratégies suivies par les Etats, non seulement pour se placer dans le SMI mais aussi pour calmer les tensions du système. Cette analyse intègre également une étude critique de la crise contemporaine et plus particulièrement des tensions observées aux Etats-Unis et au sein de l'Eurozone. Tout en admettant la multi-dimensionnalité et la complexité de cette crise, ce travail met en lumière le rôle déterminant qu'a eu l'architecture monétaire dans la formation des instabilités. En effet, la crise résulte à la fois d'une régulation de type libéral du marché financier, et, des tensions cumulées à l'intérieur des zones.Finalement, pour apporter une réponse à ces défaillances du SMI, la thèse propose une série de réformes structurelles, autant sur l'aspect financier que monétaire. / The worrying situation of the international economy in the last years clearly shows the necessity to rethink the international economic regulation. This PHD thesis focuses on the study of the International Monetary System (IMS) and claims that it is a destabilizing factor. The research has a two-fold purpose. First, it shows that the use of national money at an international level creates tensions that can ultimately lead to economic crisis. Once this assertion is verified, some proposals are made for a structural reform of the IMS.For this double aim, a heterogeneous theoretical approach is built in order to detect inherent tensions of the IMS in different historical contexts. On that basis, the thesis argues that while international economic relations develop, the IMS creates inherent tensions that make it difficult to grant a stable management of international liquidity.In the light of this, two analysis are developed in this research. First, it is shown how inherent tensions have repeatedly appeared in the international economy since the generalization of the “key-currency” system. Second, the research explains the different national strategies pursued both for the integration in the IMS and for relieving the observed tensions. Recent tensions in the United States and in the Eurozone are studied carefully. From the study of these cases one main conclusion is made about the instability of the IMS, which is that crisis occurs due to destabilizing dynamics in a liberalized financial system and from accumulated tensions inside and among monetary zones.Finally, in order to correct the failures observed in the international monetary architecture, some structural reforms are proposed, both in the financial field and in the monetary one.

Cette thèse concerne l'étude de l'interaction air-mer, due aux échanges de mouvements, avec un modèle idéalisé mais consistant. Les études sont réalisées à partir d'un modèle shallow-water bicouches (une pour l'océan et une pour l'atmosphère), avec une fine résolution spatiale et temporelle. L'interaction est uniquement due à la friction de surface entre les deux couches.Elle est implémentée par une loi de friction quadratique. La force appliquée à l'océan est calculée en utilisant la différence de vitesse entre les vents et les courants. Pour la force appliquée à l'atmosphère on distingue deux cas l'interaction ``1way'' et ``2way''. Pour la première, la friction appliquée à l'atmosphère néglige la dynamique de l'océan; elle est calculée en utilisant uniquement les vents. Pour l'interaction ``2W'', la friction appliquée à l'atmosphère est l'opposée de celle appliquée à l'océan.Trois configurations idéalisées sont explorées ici.La première configuration explique la génération d'une instabilité barotrope dans l'océan due à la force de friction quadratique et la dissipation visqueuse horizontale de l'atmosphère. Dans le cas 1W le cisaillement entraîne une instabilité barotrope dans l'océan. Dans le cas 2W, l'instabilité est amplifiée en amplitude et en dimension et est transférée à l'atmosphère. L'échelle principale de cette instabilité correspond à celle du rayon de Rossby dans l'océan. Elle est uniquement visible dans les modèles numériques, lorsque la dynamique est résolue à cette échelle à la fois dans l'océan mais aussi dans l'atmosphère.Dans la deuxième configuration, des expériences pour différentes valeurs du coefficient de traînée de surface sont réalisées. Le forçage diffère de la première configuration, et permet d'avoir une dynamique turbulente dans l'océan et l'atmosphère. L'énergie perdue par l'atmosphère et gagnée par l'océan par cisaillement à l'interface sont déterminées et comparées aux estimations basées sur les vitesses moyennes. La corrélations entre la vorticité océanique et atmosphérique est déterminée à l'échelle synoptique et méso-échelle de l'atmosphère. L'océan a un rôle passif, et absorbe l'énergie cinétique à quasiment tout les instants et tous les lieux. Les résultats différent des études réalisées à l'échelle du bassin. De par les faibles vitesses de l'océan, le transfert d'énergie dépend que faiblement des courants. La dynamique de l'océan laisse cependant son empreinte dans la dynamique de l'atmosphère conduisant à un état `quenched disorder' du système océan-atmosphère, pour le plus fort coefficient de friction utilisé.La dernière configuration, considère l'échange de mouvements entre l'océan et l'atmosphère autour d'une île circulaire. Dans les simulations actuelles de la dynamique océanique, le champs du forçage atmosphérique est généralement trop grossier pour inclure la présence de petites îles (<100km). Dans les calculs présentés ici, l'île est représenté dans la couche atmosphérique par un coefficient de traînée cent fois plus fort au dessus de l'île que l'océan. Cela engendre de la vorticité dans l'atmosphère , autour et près du sillage de l'île. L'influence de la vorticité atmosphérique sur la vorticité de l'océan, l'upwelling, la turbulence et le transfert d'énergieest considéré en utilisant des simulations couplées océan-atmosphère.Les résultats sont comparés avec des simulations ayant un forçage atmosphérique constant dans le temps et l'espace (pas de sillage) et des simulations "1W" (pour lesquelles les courants n'ont pas d'influence sur l'atmosphère).Les résultats des simulations sont en accords avec les travaux et les observations précédemment réalisés, et confirment que le sillage atmosphérique est le principal processus générant des tourbillons océanique dans le lit de l'île. Il est aussi montré que la vorticité est injectée directement par le rotationel du vent, mais aussi par la force du vent perpendiculaireau gradient d'épaisseur de la couche de surface océanique. / This thesis considers air-sea interaction, due to momentum exchange, in an idealized but consistent model. Two superposed one-layer fine-resolution shallow-water models are numerically integrated. The upper layer represents the atmosphere and the lower layer the ocean. The interaction is only due to the shear between the two layers. The shear applied to the ocean is calculated using the velocity difference between the ocean and the atmosphere.The frictional force between the two-layers is implemented using the quadratic drag law. Three idealized configurations are explored.First, a new mechanism that induces barotropic instability in the ocean is discussed. It is due to air-sea interaction with a quadratic drag law and horizontal viscous dissipation in the atmosphere. I show that the instability spreads to the atmosphere. The preferred spatial scale of the instability is that of the oceanic baroclinic Rossby radius of deformation.It can only be represented in numerical models, when the dynamics at this scale is resolved in the atmosphere and the ocean.In one-way interaction the shear applied to the atmosphere neglectsthe ocean dynamics, it is calculated using the atmospheric wind, only. In two-way interaction it is opposite to the shear applied to the ocean.In the one-way interaction the atmospheric shear leads to a barotropic instability in the ocean. The instability in the ocean is amplified, in amplitude and scale, in two-way interaction and also triggers an instability in the atmosphere.Second, the air-sea interaction at the atmospheric synoptic and mesoscale due to momentum transfer, only, is considered. Experiments with different values of the surface friction drag coefficient are performed, with a different atmospheric forcing from the first configuration, that leads to a turbulent dynamics in the atmosphere and the ocean. The actual energy loss of the atmosphere and the energy gain by the ocean, due to the inter-facial shear,is determined and compared to the estimates based on average speeds.The correlation between the vorticity in the atmosphere and the ocean is determined. Results differ from previous investigations where the exchange of momentum was considered at basin scale. It is shown that the ocean has a passive role, absorbing kinetic energy at nearly all times and locations.Due to the feeble velocities in the ocean, the energy transfer depends only weakly on the ocean velocity. The ocean dynamics leaves nevertheless its imprint in the atmospheric dynamics leading to a quenched disordered state of the atmosphere-ocean system, for the highest value of the friction coefficient considered. This finding questions the ergodic hypothesis, which is at the basis of a large number of experimental, observational and numericalresults in ocean, atmosphere and climate dynamics.The last configuration considers the air-sea interaction, due to momentum exchange, around a circular island. In todays simulations of the ocean dynamics, the atmospheric forcing fields are usually too coarse to include the presence of smaller islands (typically $<$ 100km).In the calculations presented here, the island is represented in the atmospheric layer by a hundred fold increased drag coefficient above the island as compared to the ocean. It leads to an increased atmospheric vorticity in the vicinity and in the wake of the island. The influence of the atmospheric vorticity on the ocean vorticity, upwelling, turbulence and energy transfer is considered by performing fully coupled simulations of the atmosphere-oceandynamics. The results are compared to simulations with a constant, in space and time, atmospheric forcing (no wake) and simulations with one-waycoupling only (where the ocean velocity has no influence on the atmosphere).Results of our simulations agree with previous published work and observations, and confirm that the wind-wake is the main process leading to mesoscale oceanic eddies in the lee of an island.

Aplicações em ambientes expostos a elevados níveis de radiação ionizante impõem uma série de desafios ao desenvolvimento de projetos de circuitos integrados na tecnologia Complementary Metal–Oxide–Semiconductor (CMOS), uma vez que circuitos CMOS estão sujeitos às falhas transientes oriundas de radiação externa. Num circuito do tipo CMOS, as áreas sensíveis aos efeitos da incidência de partículas ionizantes são as regiões dreno-substrato reversamente polarizadas, existentes nos transistores em regime de corte (VARGAS; NICOLAIDIS, 1994). Com o avanço tecnológico e consequente diminuição das dimensões dos dispositivos semicondutores, estes efeitos degradantes tornam-se uma preocupação constante devido às menores características físicas dos transistores (WANG et al., 2007). Os circuitos integrados apresentam, durante a sua vida útil, um processo de degradação das suas características iniciais. Assim, a esse processo de degradação também chamamos de envelhecimento (aging). É um processo lento e cumulativo provocado por todos os mecanismos que acabam por alterar os parâmetros físicos e eléctricos dos circuitos, diminuindo o seu tempo de vida útil (FU; LI; FORTES, 2008). Dentre os efeitos de variabilidade temporal, os que mais têm causado interesse da comunidade científica são o Randon Telegraph Noise (RTN) com sua origem na atividade de traps (armadilhas) de interface e Single Event Transients (SET) com sua origem na radiação ionizante ao qual o circuito é exposto. Em relação aos efeitos de degradação destaca-se o efeito Bias Temperature Instability (BTI) (VALDUGA, 2012), que da mesma forma que o RTS, tem sua origem vinculada aos efeitos das traps.Modelos padrão para simulação elétrica de circuitos não levam em consideração os efeitos causados por armadilhas de cargas tais como Bias Temperature Instability (BTI) e Random Telegraph Noise (RTN). Tais variabilidades em nível de dispositivo podem causar perda de confiabilidade, como por exemplo, o surgimento de Propagation-Induced Pulse Broadening (PIPB). Conforme o escalonamento (scaling) tecnológico, a velocidade das portas lógicas aumenta e os SETs podem ser propagados através de circuito combinacional e, inclusive, sofrer alargamento, caso a largura do pulso transiente supere um valor mínimo crítico que depende da tecnologia (DODD et al., 2004), caracterizando assim um PIPB. Com base nisso, técnicas de injeção de falhas usadas em circuitos complexos não se mostram eficientemente previsíveis, levando a uma subestimativa da sensibilidade de circuitos à propagação de SETs. Com a utilização de um simulador elétrico que agrega a análise de BTI, temos melhores estimativas dos efeitos de PIPB na degradação de um circuito, que pode provocar violações de temporização em sistemas síncronos. Dessa forma, pode-se então trabalhar em uma projeção do circuito de forma a torná-lo mais robusto em relação aos efeitos de envelhecimento e na proteção às falhas transientes. Com base no que foi anteriormente apresentado, este trabalho analisa o comportamento de circuitos através de simulações elétricas de radiação ionizante, permitindo avaliações da suscetibilidade e confiabilidade de circuitos integrados aos efeitos de falhas transientes. Para a realização destes experimentos, foram realizadas simulações elétricas considerando-se os efeitos de envelhecimento. Para uma cadeia lógica de 2000 inversores sequencialmente dispostos na tecnologia 32nm pode-se prever que o pulso transiente está sujeito a um alargamento de sete vezes sua largura inicial no momento da incidência, para transistores em suas dimensões mínimas. A partir da proposta apresentada, pode-se determinar a possibilidade de alargamento ou atenuação de um SET ao longo do circuito de maneira eficiente para que as devidas precauções possam ser tomadas. / Applications in environments exposed to high levels of ionizing radiation impose a number of challenges for the development of integrated circuit designs in CMOS technology. CMOS circuits are vulnerable to transient faults from external radiation. In a CMOS circuit, areas sensitive to the effects of ionizing particle incidence are as reverse polarized drain-substrate regions in the transistors at cut-off (VARGAS; NICOLAIDIS, 1994). The technological advance and consequent downscaling of semiconductor devices, these degrading factors become a constant concern due to the higher vulnerability to transient faults (WANG et al., 2007). The integrated circuits have during their useful life a process of degradation of their initial characteristics. Thus, this process of degradation is also called aging. It is a slow and cumulative process caused by all the mechanisms that end up changing the physical and electrical parameters of the circuits, decreasing their useful timing life (FU; LI; FORTES, 2008). Among the temporal variability effects, the Randon Telegraph Noise (RTN) with its origin in the activity of traps (interface traps) and Single Event Transients (SET) with their origin in the ionizing radiation circuit is exposed. In terms of the effects of degradation, the Bias Temperature Instability (BTI) effect (VALDUGA, 2012) stands out, which, like the RTS, has its origin linked to the effects of the traps. Standard electrical simulation models do not take into account the effects caused by charged traps such as Bias temperature instability (BTI) and random telegraph noise (RTN). Such device-level variability can cause reduced reliability, for example, the Propagation-Induced Pulse Broadening (PIPB). According to the technological scaling, the speed of the logic gates increases and the SETs can be propagated through a combinational circuit and even may suffer broadening if the transient pulse width exceeds a critical minimum value that depends on the technology (DODD et al., 2004 ), characterizing a PIPB. Based on this, fault injection techniques in complex circuits are not efficiently in predicting, leading to an underestimation of circuit sensitivity to propagation of Single Event Transients (SETs). Using an electrical simulator that aggregates a BTI analysis, we have better estimates of PIPB effects on circuit degradation, which may lead to timing violations in synchronous systems. Then we can put effort in circuit design in order to make it more robust regarding to aging effects and transient faults protection. Based on what has been previously presented, this thesis analyzes the behavior of circuits through electrical simulations of ionizing radiation, allowing susceptibility and reliability evaluations of integrated circuits to the effects of transient faults using electrical simulations. For the accomplishment of these experiments, electrical simulations were performance considering the effects of aging. For a logic chain of 2000 inverters sequentially arranged in the 32nm technology it can be predicted that the transient pulse is subjected to a broadening of seven times its initial width at the time of incidence for transistors with minimum dimensions. From the analysis presented, we can evaluate the possibility of broadening or shrinking of SETs thought the circuit in an efficient way to improve radiation-hardening techniques.

[pt] Este trabalho apresenta um modelo computacional aplicável à análise de sistemas estruturais viscoelásticos submetidos a grandes deslocamentos, com particular atenção ao fenômeno da instabilidade. A discretização dos modelos é obtida através de elementos finitos isoparamétricos bidimensionais que podem ser empregados na análise de colunas, pórticos, arcos e cascas axissimétricas. A estabilidade elástica do sistema é verificada ao longo de trajetórias de equilíbrio definidas no espaço carga-deslocamentos, onde a ocorrência de pontos de bifurcação ou de pontos-limite é indicada através da troca de sinal do pivô da matriz de rigidez tangente. A inclusão de um modelo viscoelástico linear para o material possibilita a avaliação do efeito do tempo de carregamento sobre a carga de flambagem da estrutura. O mecanismo de instabilidade correspondente à flambagem viscoelástica envolve duas variáveis básicas: a magnitude da carga (carga crítica) e a duração da carga (tempo crítico). Os exemplos apresentados ilustram esses conceitos e fornecem resultados interessantes a respeito dos efeitos da viscoelasticidade sobre a flambagem em diferentes sistemas estruturais. / [en] This thesis presents a computational model for the analysis of viscoelastic structures undergoing large displacements, with particular attention to unstable phenomena. The discrete model utilizes two-dimensional isoparametric finite elements in the analysis of columns, frames, arches and axially symmetric shells. The elastic stability of the system is verified along the equilibrium paths in the multidimensional load-displacements space, with bifurcation or limit points indicated by sign changes of the pivot of the tangent stiffness at every incremental step. A linear viscoelastic model for the material is included, allowing for the consideration of the effect of loading time on the buckling load for the structure. Thus, the mechanism leading to loss of stability, corresponding to viscoelastic buckling, involves two basic variables: load magnitude and duration of the load, designated as critical load and critical time. The examples presented herein enlighten such concepts and provide interesting results about viscoelastic effects on buckling of different structural systems.