La description et la compréhension d'un système passe souvent par la construction d'un modèle mathématique. Ce dernier constitue un point de vue particulier sur le système (structurel, dynamique, etc.). Constituer des modèle splus complets, c'est-à-dire multi-point-de-vue, atteint rapidement les limites des formalismes qui les supportent. Une solution alternative passe par le couplage de plusieurs modèles «simples». Dans le cas où chaque modèle correspond à un niveau de description du système, comme le niveau de la molécule, le niveau de la cellule, le niveau de l'organe, pour un système biologique, nous parlerons de modélisation multi-niveau. Ces niveaux sont organisés et interagissent. Nous pensons que la modélisation multi-niveau ouvre une voie prometteuse pour l'étude des systèmes complexes, traditionnellement durs à modéliser.Nous explorons trois voies pour la compréhension du fonctionnement de ces modèles en nous restreignant à la question de la relation entre global et local, c'est à dire entre l'individu et la population. La première voie est formelle et passe par la définition mathématique de «modèle» indépendamment du formalisme qui le supporte, par la présentation des différents types de modèles que l'on peut construire et par la définition explicite des relations qu'ils entretiennent.La seconde voie est portée par l'activité, définie dans le cadre de mgs, un langage de programmation spatiale, dont le modèle de calcul est fondé sur la réécriture des collections topologiques au moyen de transformations. Nous fournissons une méthode constructive pour l'obtention d'une description de plus haut niveau (une abstraction) des systèmes étudiés en déterminant automatiquement quelle est la sous-collection active sans la nécessité de faire référence à la sous-collection quiescente.La dernière voie est pratique, elle passe par la programmation de otb, un outil de simulation parallèle pour l'étude de la morphogénèse dans une population de bactéries ecoli. Pour otb, nous avons conçu un algorithme générique de calcul parallèle d'un automate cellulaire en deux dimensions, adapté aux cartesgraphiques grand public. Le modèle embarqué dans otb correspond au couplage de trois modèles correspondant chacun à un niveau de description du système: le modèle physique, qui décrit la dynamique des collisions entre bactéries, le modèle chimique, qui décrit la réaction et la diffusion des morphogènes, et le modèle de prise de décision, qui décrit l'interaction entre les bactéries et leur support / We often build mathematical models to describe and understand what a systemdoes.Each model gives a specific point of view on the system (structure, dynamics,etc.).Building more comprehensive models that encompass many different points of viewis limited by the formalism they are written in.Coupling “simple” models to form a bigger one is an alternative.If each model corresponds to a level of description of the system, e.g., themolecular level, the cellular level, the organ level in biology, then we callthis technique multi-level modelling.Levels of description are organized and interact with each other.We think that multi-level modelling is a promising technique to model complexsystems, which are known to be difficult to model.We have opened three distinct research tracks to investigate the link betweenlocal and global properties, for instance between those of an entity and itspopulation — a classical opposition in complex systems.On the first track, we give precise definitions of a model — independentlyof its underlying formalism, of a system and of some of the relations modelshave (validation, abstraction, composition).We also introduce different classes of models and show how they relate to someclassical definitions (dynamic models, spatial models, etc.)On the second track, we look at mgs, a spatial programming language based onthe rewriting of topological collections by means of transformation functions.We present a constructive method giving us access to a higher level ofdescription of the system (an abstraction). This method automatically computesthe active sub-collection of a model, without any knowledge about the quiescentsub-collection, and follows it for each time step.Finally, on the third track, we present otb, a parallel simulator for thestudy of morphogenesis in a population of ecoli bacteria. We provide a genericalgorithm for the parallel simulation of two-dimensional cellular automataon general-purpose graphics cards.otb itself is built around a multi-level model for the population of bacteria.This model is the result of the coupling of three “simple” (base) models: aphysical model, describing how bacteria collide, a chemical model, describinghow morphogenes react and diffuse, and a decision model, describing how bacteriaand their environment interact

L'électronique intégrée connaît des développements importants pour des applications mettant en œuvre des capteurs en couches minces associés à une acquisition et un traitement des données appropriés. Le développement de couches minces qui peuvent être associées à des composants électroniques est un élément clé pour la mise en œuvre de nouveaux dispositifs. Un des objectifs de ma thèse est de montrer la faisabilité de couches minces de composés à base de soufre, par des techniques autres que celles mettant en jeu le vide. Ces techniques simples sont le spray et le dépôt chimique en solution aqueuse.Trois matériaux binaires et à base de soufre m'ont été proposés pour l'élaboration en couches minces par voie aqueuse, ce sont : SnS, à applications photovoltaïques, et MgS et CaS à applications dosimétriques.Le sulfure d'étain est un absorbeur utilisé dans les dispositifs photovoltaïques, connu pour ces propriétés physiques pertinentes pour cette application. Cependant, c'est un piètre conducteur et différents dopages tel que le fer, l'argent et le gallium ainsi qu'un recuit sous atmosphère contrôlé ont été réalisés dans le but d'augmenter la conductivité de ces couches minces. Il s'est avéré par la suite qu'un simple dopage des films minces de SnS n'aboutit pas à la diminution de la résistivité d'où la proposition d'un recuit sous atmosphère contrôlé dans cette étude. L'étude cristallographique révèle une amélioration cristalline avec la coexistence des deux phases pour des températures de recuit croissantes. A une certaine température, un changement de phase est noté. La transformation de phase se produit à des températures de recuit différentes pour les couches minces recuites et avec différents éléments dopants. La partie électrique étudiée par courants thermiquement stimulés montre que les pièges disparaissent pour des températures de recuit croissantes. Ce résultat a été consolidé par une augmentation progressive de l'intensité du courant d'obscurité en fonction de la température de recuit suivie d'un changement notable du processus de conduction. Ce changement observé est attribué à la transition de phase produite lors du recuit.Nous avons ensuite optimisé les paramètres de croissance des films minces de MgS et de CaSO4 à applications dans les mesures dosimétriques. Nous avons réussi par la technique de spray à élaborer des couches minces de MgS. Suivant l'analyse cristallographique et chimique, nous avons conclu à l'existence des deux matériaux : le MgSO4 en une forte proportion et le MgS en une faible proportion. La présence importante du taux d'oxygène dans les couches minces a été expliquée par le fait que la technique de croissance n'est pas sous vide d'une part et d'autre part par la présence de l'oxygène dans les réactifs. L'effet du recuit réalisé sous vide ou sous azote montre que ce matériau n'est pas stable à atmosphère ambiante et que l'élaboration de ce dernier en couches minces nécessite des techniques de fabrication plus performantes et qui mettent en jeu le vide.Par ailleurs, le CaSO4 a été élaboré par la technique de Spray. Du dopage intentionnel a été analysé afin de préciser le comportement de luminescence du matériau. Cependant, comme on a constaté que la luminescence du matériau après dopage est la même que celle du non dopé et ce quelque soit le dopage utilisé, nous pouvons conclure que la luminescence de ce composé est attribuée aux états de défauts intrinsèques.Une étude de la TL a été réalisée sur un échantillon irradié à différentes doses. Il a été noté que le signal de la TL augmente pour des doses d'irradiation croissantes.Ce travail constitue une première étape cruciale vers la maîtrise des propriétés de certaines couches minces incluses dans des dispositifs photovoltaïques et dosimétriques. Les perspectives s'ouvrent vers d'autres matériaux soufrés bien connus en dosimétrie, et pour lesquels le spray pourrait constituer une méthode de fabrication bien adaptée. / This thesis reports the growth of sulfur thin films using low cost techniques other than those involving vacuum. These simple techniques are spray pyrolysis and chemical bath deposition. In this context, it is necessary to control the development of thin films. Various analyzes were performed such as: XRD, SEM, EDS, AFM, spectrophotometry and TSC. All these analyzes allowed us to improve the physical properties of thin films of SnS in photovoltaic application in a first stage and a second stage to optimize the growth parameters of dosimetric thin films.In the first part, we have elaborated tin sulphide thin films using as an absorber material in photovoltaic devices. For this, different doping such as iron, silver, and gallium as well as annealing in a controlled atmosphere have been made in order to increase the conductivity of these thin films. The doping was carried out during the growth process by adding relative concentration of the aqueous solutions containing Fe2+; Ag2+ and Ga2+ ions. It was found later that the doping of SnS thin films does not result in the decrease of resistivity. So,other physical characterizations are in progress to optimize thin films properties and particularly the resistivity by means of an appropriate heat treatment under controlled atmosphere. The XRD patterns show an increase in crystallite size with annealing temperature, correlated with an improvement in surface topography. In addition, annealing at 600°C results in the structural transition from rocksalt to orthorhombic, leading to enhanced conductivity. From TSC measurement, a gradual increase in the current intensity with increasing annealing temperature was observed. A significant change in the electrical conduction regime occurred for the film annealed at 600°C. The TSC intensity increased by 5 decades compared with that of the SnS annealed at 500°C. The SnS thin film had semiconductor electrical behavior, which can be attributed to the structural transition.During the second part of my thesis, we have optimized the growth parameters of dosimetric thin films. For this, we started with the first material the MgS using spray pyrolysis technique. Different growth parameters were varied such as the substrate temperature, the pH of the solution, the nature of the solvent and that of the carrier gas and the concentration of EDTA. Along the crystallographic analysis (XRD) and chemical (EDS), we concluded the existence of two materials: a high proportion of MgSO4 and MgS in a small proportion. The significant presence of oxygen in in thin films was explained by the fact that the growth of such compound needs a vacuum technique. Another reason may be to the presence of oxygen in the reactants. In fact, the presence of the dominant phase magnesium sulfate may be due to the little amount of the rate of the dissociation MgSO4 to release Mg2+ cation through the EDTA complexing. The effect of annealing performed under vacuum and under nitrogen atmosphere show that this material is not stable at ambient atmosphere and the development of the latter requires thin film manufacturing techniques more efficient and which involve vacuum.We then chose to prepare a second dosimeter material is CaSO4 by spray technique. Intentional doping (Sm, Mn or doubly doped such as (Cu, F), (Cu, Mn)) was analyzed to clarify the behavior of luminescence of the material. However, as it was found that the luminescence of the material after doping is the same as that in the case of undoped and whatever the doping used, we can conclude that the luminescence there is given to the states of its own defects -even and which are present in the spray solution. Hence the luminescence of the material is intrinsic. A study of the TL was performed on a sample irradiated at different doses. It was noted that the signal of the TL increases for increasing irradiation doses.

abstract: Present day Internet Protocol (IP) based video transport and dissemination systems are heterogeneous in that they differ in network bandwidth, display resolutions and processing capabilities. One important objective in such an environment is the flexible adaptation of once-encoded content and to achieve this, one popular method is the scalable video coding (SVC) technique. The SVC extension of the H.264/AVC standard has higher compression efficiency when compared to the previous scalable video standards. The network transport of 3D video, which is obtained by superimposing two views of a video scene, poses significant challenges due to the increased video data compared to conventional single-view video. Addressing these challenges requires a thorough understanding of the traffic and multiplexing characteristics of the different representation formats of 3D video. In this study, H.264 quality scalability and multiview representation formats are examined. As H.264/AVC, it's SVC and multiview extensions are expected to become widely adopted for the network transport of video, it is important to thoroughly study their network traffic characteristics, including the bit rate variability. Primarily the focus is on the SVC amendment of the H.264/AVC standard, with particular focus on Coarse-Grain Scalability (CGS) and Medium-Grain Scalability (MGS). In this study, we report on a large-scale study of the rate-distortion (RD) and rate variability-distortion (VD) characteristics of CGS and MGS. We also examine the RD and VD characteristics of three main multiview (3D) representation formats. Specifically, we compare multiview video (MV) representation and encoding, frame sequential (FS) representation, and side-by-side (SBS) representation; whereby conventional single-view encoding is employed for the FS and SBS representations. As a last step, we also examine Video traffic modeling which plays a major part in network traffic analysis. It is imperative to network design and simulation, providing Quality of Service (QoS) to network applications, besides providing insights into the coding process and structure of video sequences. We propose our models on top of the recent unified traffic model developed by Dai et al. [1], for modeling MPEG-4 and H.264 VBR video traffic. We exploit the hierarchical predication structure inherent in H.264 for intra-GoP (group of pictures) analysis. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Electrical Engineering 2012

Représentations symboliques musicales et calcul spatial. La notion d'espace symbolique est fréquemment utilisée en théorie, analyse et composition musicale. La représentation de séquences dans des espaces de hauteurs, comme le Tonnetz, permet de capturer des propriétés mélodiques et harmoniques qui échappent aux systèmes de représentation traditionnels. Nous généralisons cette approche en reformulant d'un point de vue spatial différents problèmes musicaux (reconnaissance de style, transformations mélodiques et harmoniques, classification des séries tous-intervalles, etc.). Les espaces sont formalisés à l'aide de collections topologiques, une notion correspondant à la décoration d'un complexe cellulaire en topologie algébrique. Un complexe cellulaire per- met la représentation discrète d'un espace à travers un ensemble de cellules topologiques liées les unes aux autres par des relations de voisinage spécifiques. Nous représentons des objets musicaux élémentaires (par exemple des hauteurs ou des accords) par des cellules et construisons un complexe en les organisant suivant une relation de voisinage définie par une propriété musicale. Une séquence musicale est représentée dans un complexe par une trajectoire. L'aspect de la trajectoire révèle des informations sur le style de la pièce et les stratégies de composition employées. L'application d'opérations géométriques sur les trajectoires entraîne des transformations sur la pièce musicale initiale. Les espaces et les trajectoires sont construits à l'aide du langage MGS, un langage de programmation expérimental dédié au calcul spatial, qui vise à introduire la notion d'espace dans le calcul. Un outil, HexaChord, a été développé afin de faciliter l'utilisation de ces notions pour un ensemble prédéfinis d'espaces musicaux / Musical symbolic representations and spatial computing. The notion of symbolic space is frequently used in music theory, analysis and composition. Representing sequences in pitch (or chord) spaces, like the Tonnetz, enables to catch some harmonic and melodic properties that elude traditional representation systems. We generalize this approach by rephrasing in spatial terms different musical purposes (style recognition, melodic and harmonic transformations, all-interval series classification, etc.). Spaces are formalized as topological collections, a notion corresponding with the label- ling of a cellular complex in algebraic topology. A cellular complex enables the discrete representation of a space through a set of topological cells linked by specific neighborhood relationships. We represent simple musical objects (for example pitches or chords) by cells and build a complex by organizing them following a particular neighborhood relationship defined by a musical property. A musical sequence is represented in a complex by a trajectory. The look of the trajectory reveals some informations concerning the style of the piece, and musical strategies used by the composer. Spaces and trajectories are computed with MGS, an experimental programming language dedicated to spatial computing, that aims at introducing the notion of space in computation. A tool, HexaChord, has been developped in order to facilitate the use of these notions for a predefined set of musical spaces

L'ionosphère du côté nuit de Mars reste encore à ce jour une zone mystérieuse et peu connue de l'environnement Martien. Les déplétions d'électrons suprathermiques sont des structures spécifiques à cette région, observées jusqu'à présent par trois satellites : Mars Global Surveyor (MGS), Mars EXpress (MEX) et Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN (MAVEN). Leur étude permet aussi bien l'observation de la structure et de la dynamique de l'ionosphère du côté nuit que celle de l'atmosphère neutre, de la topologie magnétique martienne, ainsi que l'étude de l'échappement atmosphérique de Mars. Des structures aussi différentes que les cornets magnétiques, les couches de courants ou encore le terminateur ultra-violet peuvent être examinées à travers les déplétions d'électrons suprathermiques, de par les mécanismes à l'origine de leur présence du côté nuit de Mars. Le but principal de ma thèse a été de tirer parties des trois jeux de données offerts par les satellites MGS, MEX et MAVEN pour mieux comprendre les mécanismes à l'origine des déplétions d'électrons suprathermiques observées du côté nuit ainsi que leur impact sur la structure et la dynamique de l'ionosphère du côté nuit. Dans cette optique, trois critères simples adaptés à chaque mission ont été développés pour identifier les déplétions d'électrons suprathermiques dans une base de données allant de 1999 à 2017. Une étude statistique a révélé la présence d'une région de transition autour de 170 km d'altitude séparant la région collisionnelle dans laquelle les déplétions d'électrons suprathermiques sont directement dues à l'absorption des électrons par le CO_2 atmosphérique, et la région non-collisionnelle dans laquelle elles sont principalement dues aux boucles fermées de champs magnétique d'origine crustale. La compréhension de ces mécanismes m'a permis d'estimer la localisation du terminateur ultra-violet. Celui-ci est situé en moyenne ~120 km au-dessus du terminateur optique. Cette altitude varie entre le côté soir et le côté matin, et une variation saisonnière est prédite par les modèles atmosphériques. / The nightside ionosphere of Mars still remains an unfamiliar and mysterious place. Nightside suprathermal electron depletions are specific features of this region which have been observed at Mars by three spacecraft to date: Mars Global Surveyor (MGS), Mars EXpress (MEX) and the Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN (MAVEN) mission. Their study enables the observation of the nightside ionosphere structure and dynamics as well as the underlying neutral atmosphere, the specific Martian magnetic topology, and possible conduits for atmospheric escape. Structures as different as magnetic cusps, current sheets or the UV terminator can be investigated through suprathermal electron depletions, due to the processes leading to their observation on the nightside of Mars. The main goal of my PhD has been to use the complementarity of the three missions MGS, MEX, and MAVEN to understand the different mechanisms at the origin of suprathermal electron depletions and their implication on the structure and the dynamics of the nightside ionosphere. In this context, three simple criteria adapted to each mission have been implemented to identify suprathermal electron depletions from 1999 to 2017. A statistical study reveals a transition region near 170 km altitude separating the collisional region where suprathermal electron depletions are directly due to electron absorption by atmospheric CO_2 and the collisionless region where they are mainly due to electron exclusion by closed crustal magnetic field loops. Understanding of these phenomena enables me to estimate the location of the UV terminator. It appears to be located ~120 km above the optical terminator, though this location is different between the dawn and dusk terminator and is expected to vary throughout the different Martian seasons.

La modélisation des systèmes mécatroniques nécessite le même type de méthodologie pour la conception et le prototypage de dispositifs mécatroniques. Une ingénierie unifiée et intégrée doit être déployée. Diverses approches sont actuellement proposées pour atteindre de la modélisation multi-physique comme la théorie des graphes, les approches équationnelles ou les techniques. Dans ce contexte, l’objectif de nos travaux de recherche est la conception d'une méthodologie appliquée aux modèles dynamiques multi-physiques à topologie dynamique. Pour une telle contribution, il est nécessaire de partir d’une approche existante. Cette approche porte sur la modélisation topologique puisqu’elle est basée sur les collections topologiques et les transformations. Cette approche topologique est utilisée pour modéliser les systèmes mécatroniques.Son point fort est la séparation de la topologie (loi d'interconnexion) et la loi de comportement (physique) qui permet la simplification de la modélisation de systèmes complexes que l'on peut décrire comme un ensemble d'interactions locales entre entités élémentaires. La thèse propose donc une nouvelle méthodologie nommée 4Mo(DS)2 qui se rapporte à la modélisation multi-niveaux, multi-domaines et multi-physiques basée sur des systèmes dynamiques qui ont des structures dynamiques. Cette méthodologie permet la modélisation topologique des modèles dynamiques multi-physiques à topologie dynamique pendant la phase de conception tout en prenant en compte les modifications topologiques, le contrôle et commande ainsi que l’intégration de la dimension deux dans leur structure topologique. / Mechatronic systems modelling requires the same type of methodology for the design and prototyping of mechatronic devices. Unified and integrated engineering must be deployed. Various approaches are currently proposed to achieve multi-physics modeling such as graph theory, equational approaches or techniques. In this context, the objective of our research work is the design of a methodology applied to dynamic multi-physical models with dynamic topology. For such a contribution, it is necessary to start from an existing approach. This approach focuses on topological modelling since it is based on topological collections and transformations. This topological approach is used to model mechatronic systems.Its strong point is the separation of topology (interconnection law) and behavior law (physical) which allows the simplification of the modeling of complex systems that can be described as a set of local interactions between elementary entities. The thesis therefore proposes a new methodology named 4Mo(DS)2 which relates to multilevel, multi-physical and multi-domain modeling based on dynamic systems that have dynamic structures. This methodology allows the topological modeling of dynamic multi-physical dynamic topology models during the design phase while taking into account topological modifications, control and command as well as the integration of dimension two into their topological structure.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:02:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2428_1.pdf: 5365757 bytes, checksum: e7a0e8cef17a25c4b722841dee7f494c (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho, realizou-se a instrumentação eletrônica de um laser de diodo sintonizável com cavidade estendida para espectroscopia no visível dos automodos de microesferas de sílica. Para isto, é desejável desenvolver uma fonte de luz sintonizável por alguns GHz, apresentando uma largura de linha máxima de 1 MHz, já que o intervalo espectral livre das microcavidades de interesse é de poucas centenas de GHz e as suas ressonâncias ópticas são muito estreitas ( 10 MHz). Esta ferramenta é um laser de diodo sintonizável, montado com uma cavidade externa, em uma configuração tipo Littrow. Foi necessário construir um circuito eletrônico para estabilizar a corrente e a temperatura do laser de diodo e instalá-lo em uma montagem mecânica que permite o estreitamento da largura de linha do laser, assim como a varredura do seu comprimento de onda, sem salto de modos, no maior intervalo possível. Para realizar a caracterização do laser, foi projetado e construído um interferômetro Fabry-Perot confocal. Para fabricar as microesferas, é utilizado um laser de CO2 para derreter um pedaço de fibra óptica de telecomunicações, colado dentro de um túbulo de cobre. Ao absorver a energia do laser, a sílica derrete e, por tensão superficial, o material fundido torna-se esferóide. Para o controle da potência do laser de CO2, fator importante no processo de fabricação das microesferas, foi projetado um circuito eletrônico, que funciona como um gerador de onda quadrada com intervalo de trabalho variável (duty cycle). Para acoplamento da luz do laser de diodo, foi necessário polir a ponta de uma fibra óptica em ângulo acima do ângulo crítico. Neste sistema, o campo evanescente gerado pela reflexão interna total na ponta da fibra pode excitar os modos ópticos com altos fatores de qualidade, os chamados "modos de galeria de sussurros" (MGS) da microesfera, caso esta esteja distanciada até cerca de 100 nm da ponta da fibra. Uma fração da luz acoplada é espalhada e coletada por uma fibra multimodo, sendo levada a uma fotomultiplicadora. Para controle da varredura do laser de diodo e a aquisição do espectro de espalhamento em função da freqüência, um programa em LabView foi modificado. Através das larguras de linha das ressonâncias detectadas no espectro de espalhamento, medem-se os respectivos fatores de qualidade. Finalmente, foi montado um aparato para fazer a espectroscopia dos MGS, que permite variar ângulos geométricos importantes para o acoplamento eficiente de luz aos MGS. Em particular, um sistema de controle de temperatura da microesfera semelhante ao controle de temperatura do laser de diodo, mas para um Peltier com menor potência e um termistor diferente, foi projetado e instalado no aparato, de modo a controlar a posição espectral das suas ressonâncias ópticas

Ces travaux s'inscrivent dans le projet MGS qui étudie l'apport de notions topologique dans les langages de programmation. Nous étudions et développons les notions de collection topologique (un ensemble de valeurs muni d'une relation de voisinage) et de transformation (une fonction définie par des règles de réécriture utilisant la notion de voisinage). Ces notions apportent un point de vue unifié sur les structures de données, une extension de la définition des fonction par cas et un cadre alternatif à la notion de polytypisme, sans se limiter aux types de données algébriques. Dans cette thèse, nous développons : -un algorithme générique de filtrage ; -un schéma d'évaluation d'ordre supérieur ; -un système de types traitant les collections hétérogènes, les transformations polytypiques et doté d'inférence automatique ; -l'utilisation du typage pour la compilation ; -de nombreux exemples validant la pertinence des choix effectués.