Cette thèse s'inscrit dans le cadre de l'étude de la stabilisation de modules d'un futur collisionneur linéaire, CLIC (Compact Linear Collider). Afin d'assurer le fonctionnement et la collision des particules dans ce futur grand instrument de physique, il faut garantir l'alignement de modules guidant des faisceaux de dimensions nanométriques. Les travaux développés ont pour support expérimental deux dispositifs : un dispositif de micropositionnement, avec une résolution inférieur au 1µm, où les perturbations peuvent être simulées et un prototype de nanostabilisation active pour charges importantes (>50kg @300Hz), avec une résolution validée expérimentalement inférieur à 0,15 nm, permettant de démontrer la faisabilité du contrôle de la stabilisation subnanométrique en s'intéressant particulièrement au rejet des mouvements du sol. Les problématiques traitées lors de ces travaux portent sur la méthodologie de conception de tels systèmes, ce qui inclue la conception électromécanique et l'instrumentation, ; la mise en œuvre et la modélisation du comportement des prototypes ,; le contrôle avec notamment les aspects de non linéarité des actionneurs. Les performances obtenues de ces différents travaux et validées expérimentalement incluent notamment les points suivants: La bande passante de fonctionnement pour du micro-positionnement à l'aide d'actionneurs piézoélectriques a été augmentée grâce à la compensation d'hystérésis : Rejet de perturbation issue du support jusqu'à 100 Hz et positionnement jusqu'à 190 Hz. Il a été démontré la faisabilité du contrôle à l'aide de capteurs sismiques. L'isolation active réalisée présente une atténuation des nano-mouvement du sol dans une bande passante comprise entre 12 et 100Hz. Expérimentalement, cela conduit à une réduction des mouvements du sol de 0,6nm [rms] à 0,25nm [rms] à 50Hz et de 3,7nm [rms] à 0,9nm [rms] à 20Hz.

Cette thèse s'inscrit dans le cadre de l'étude de la stabilisation de modules d'un futur collisionneur linéaire, CLIC (Compact Linear Collider). Afin d'assurer le fonctionnement et la collision des particules dans ce futur grand instrument de physique, il faut garantir l'alignement de modules guidant des faisceaux de dimensions nanométriques. Les travaux développés ont pour support expérimental deux dispositifs : un dispositif de micropositionnement, avec une résolution inférieur au 1µm, où les perturbations peuvent être simulées et un prototype de nanostabilisation active pour charges importantes (>50kg @300Hz), avec une résolution validée expérimentalement inférieur à 0,15 nm, permettant de démontrer la faisabilité du contrôle de la stabilisation subnanométrique en s'intéressant particulièrement au rejet des mouvements du sol. Les problématiques traitées lors de ces travaux portent sur la méthodologie de conception de tels systèmes, ce qui inclue la conception électromécanique et l'instrumentation, ; la mise en œuvre et la modélisation du comportement des prototypes ,; le contrôle avec notamment les aspects de non linéarité des actionneurs. Les performances obtenues de ces différents travaux et validées expérimentalement incluent notamment les points suivants: La bande passante de fonctionnement pour du micro-positionnement à l'aide d'actionneurs piézoélectriques a été augmentée grâce à la compensation d'hystérésis : Rejet de perturbation issue du support jusqu'à 100 Hz et positionnement jusqu'à 190 Hz. Il a été démontré la faisabilité du contrôle à l'aide de capteurs sismiques. L'isolation active réalisée présente une atténuation des nano-mouvement du sol dans une bande passante comprise entre 12 et 100Hz. Expérimentalement, cela conduit à une réduction des mouvements du sol de 0,6nm [rms] à 0,25nm [rms] à 50Hz et de 3,7nm [rms] à 0,9nm [rms] à 20Hz. / This thesis takes place in the framework of a general study about the stabilization of the mechanical modules of a future linear collider, CLIC (Compact Linear Collider). In order to guarantee the good operation and the particle collision, the nanometer sized beams need to be stabilized. The proposed approach was developed on two mock-ups: one dedicated to micropositioning with disturbances generation capabilities, and an active isolation system operating heavy load (up to 50kg at 300Hz) at the nanometer scale with an experimentally validated resolution of 0.15 nm. This work studies the electromechanical design and the instrumentation, the implementation of the two set-ups and their modeling,; the control scheme that takes into account the nonlinearities of the actuators. The experimental achievements include the increase of the bandwidth for piezoelectric micro-positioning thanks to an inverse hysteresis operator: the perturbation rejection is efficient until 100 Hz and the tracking control until 190 Hz. A control scheme using seismic sensors is developed to attenuate ground motion and to isolate a platform in a 12 Hz to 100 Hz frequency range. The experimental displacement is reduced from 0.6 nm to 0.25 nm at 50 Hz and from 3.7 to 0.9 at 20 Hz.

Aujourd’hui à de nombreuses études sur la thermique du bâtiment pour réduire la consommation d’énergie tout en préservant le confort des usagers sont proposées. Le travail présenté ici met en avant les performances d’une technique d’isolation active par un dispositif de bardage extérieur de ce fait soumis au rayonnement solaire incident. L’étude expérimentale mise en oeuvre a permis de caractériser les échanges thermiques à l’intérieur de la lame d’air verticale (circulante ou non circulante), qui sont la clef de ce type de dispositif, en fonction des différents paramètres retenus comme pertinents. Le terme moteur est bien évidemment l’éclairement solaire. La distance parement extérieur mur support, i.e. l’épaisseur de la lame d’air, conditionne un rapport d’aspect et influe donc sur la vitesse de l’air circulant ou sur le volume tampon en situation non circulante et donc sur les échanges thermiques. Enfin les caractéristiques thermiques du parement extérieur, ici une lame de pin maritime ou un bois aggloméré, impactent assez fortement sur l’évolution temporelle des différentes. Une modélisation globale du comportement de la cheminée solaire que constitue le bardageet quelques simulations numériques ont permis de conforter ces différents résultats expérimentaux. On retiendra qu’en été, la solution optimale est un dispositif de bardage avec peu d’inertie thermique et un écoulement d’air rapide alors qu’en hiver, un dispositif avec inertie et sans écoulement contribue à assurer un bon volant thermique. / Today many studies on thermal building to reduce energy consumption while maintaining user comfort are proposed. The work presented here highlights the performance of an active isolation technique by means of exterior cladding thus subjected to solar radiation.The experimental study has been used to characterize the heat transfers inside the vertical cavity (air circulating or not), which are the key to this type of device, depending on various parameter staken as relevant. The driving factor is of course the solar irradiance. The thickness of the air gap induces an aspect ratio and thus affects the speed of the air flowing or the buffer volume and therefore the heat exchanges. Finally, the thermal characteristics of the cladding here maritime pine or chipboard, impact quite strongly on the temporal evolution of the different temperatures.The cladding and the vertical cavity act as a solar chimney, a global modeling of its behavior and some numerical simulations have strengthened the experimental results. We note that in summer, the optimal solution is a device of cladding with little thermal mass an drapid air flow while in winter, a device with large thermal mass and without flow helps to ensure a good thermal flywheel.

La miniaturisation constante de composants électroniques, essentiels aux cartes de commande, tels que les générateurs de fréquences, les gyro-vibrants voire certains accéléromètres engendre la diminution de leur masse utile. Ces composants électroniques deviennent alors très sensibles aux sollicitations extérieures et perdent, de manière très importante, leur efficacité et la précision de leurs mesures. Deux stratégies peuvent alors être mises en oeuvre afin de résoudre ce problème : la stabilisation interne active du composant ou son isolation par rapport au support vibrant.<br />Notre étude nous a conduit aux validations, théorique et expérimentale, de ces deux méthodes de contrôle sur des composants sensibles réels. De plus, nous étendons, via une méthode de pénalisation, le champ d'application d'un critère d'optimisation structural de stratégies IFF au cas de stratégies DVF. Par ailleurs, une structure d'isolation originale fondée sur une loi de contrôle utilisant une mesure mixte en accélération absolue et en déplacement relatif est développée.