Dans le cadre du programme de croissance Européen 2020, la commission européenne a mis en place officiellement un chemin à long terme pour une économie à faible émission de carbone, en aspirant une réduction d’au moins 80% des émissions de gaz à effet de serre, d’ici 2050. Répondre à ces exigences ambitieuses, impliquera un changement majeur de paradigme, et notamment en ce qui concerne les infrastructures du réseau électrique. Les percées dans la technologie des semi-conducteurs et les avancées avec les nouvelles topologies d’électronique de puissance et leurs contrôle-commandes, ont contribué à l’impulsion donnée au processus en cours de réaliser un tel SuperGrid. Une percée technologique majeure a eu lieu en 2003, avec le convertisseur modulaire multi-niveaux (MMC ou M2C), présenté par le professeur Marquardt, et qui est actuellement la topologie d’électronique de puissance la plus adaptée pour les stations HVDC. Cependant, cette structure de conversion introduit également un certain nombre de défis relativement complexes tels que les courants “additionnels” qui circulent au sein du convertisseur, entrainant des pertes supplémentaires et un fonctionnement potentiellement instable. Ce projet de thèse vise à concevoir des stratégies de commande “de haut niveau” pour contrôler le MMC adaptées pour les applications à courant continue-haute tension (HVDC), dans des conditions de réseau AC équilibrés et déséquilibrés. La stratégie de commande optimale identifiée est déterminée via une approche pour la conception du type “de haut en bas”, inhérente aux stratégies d’optimisation, où la performance souhaitée du convertisseur MMC donne la stratégie de commande qui lui sera appliquée. Plus précisément, la méthodologie d’optimisation des multiplicateurs de Lagrange est utilisée pour calculer le signal minimal de référence du courant de circulation du MMC dans son repère naturel. / Following Europe’s 2020 growth program, the Energy Roadmap 2050 launched by the European Commission (EC) has officially set a long term path for a low-carbon economy, assuming a reduction of at least 80% of greenhouse gas emissions by the year 2050. Meeting such ambitious requirements will imply a major change in paradigm, including the electricity grid infrastructure as we know it.The breakthroughs in semi-conductor technology and the advances in power electronics topologies and control have added momentum to the on-going process of turning the SuperGrid into a reality. Perhaps the most recent breakthrough occurred in 2003, when Prof. Marquardt introduced the Modular Multilevel Converter (MMC or M2C) which is now the preferred power electronic topology that is starting to be used in VSC-HVDC stations. It does however, introduce a number of rather complex challenges such as “additional” circulating currents within the converter itself, causing extra losses and potentially unstable operation. In addition, the MMC will be required to properly balance the capacitive energy stored within its different arms, while transferring power between the AC and DC grids that it interfaces.The present Thesis project aimed to design adequate “high-level” MMC control strategies suited for HVDC applications, under balanced and unbalanced AC grid conditions. The resulting control strategy is derived with a “top-to-bottom” design approach, inherent to optimization strategies, where the desired performance of the MMC results in the control scheme that will be applied. More precisely, the Lagrange multipliers optimization methodology is used to calculate the minimal MMC circulating current reference signals in phase coordinates, capable of successfully regulating the capacitive arm energies of the converter, while reducing losses and voltage fluctuations, and effectively decoupling any power oscillations that would take place in the AC grid and preventing them from propagating into the DC grid.

L'objectif de ce travail a été d'évaluer les possibilités des convertisseurs multi niveaux pour le raccordement de systèmes de génération d'éolienne intégrant un système de stockage. La modélisation et la commande du raccordement d'une source ont été étudiées ; le convertisseur utilisé pour réaliser la connexion au réseau est contrôlé afin de réguler le bus continu intermédiaire. Cette utilisation de convertisseur de topologie NPC exige l'équilibrage du bus continu. Une solution basée sur l'utilisation des configurations redondantes est proposée. Ensuite, la généralisation pour la modélisation et la commande d'un onduleur triphasé multi niveaux est développée avec l'utilisation d'unité de stockage pour réguler le bus continu et compenser les fluctuations de puissance de l'éolienne. La supervision énergétique de cette association de deux sources est réalisée et le domaine de fonctionnement est déterminé. Différentes possibilités de connexion de ces deux sources sont développées et évaluées expérimentalement. Enfin, l'utilisation d'un convertisseur utilisant quatre condensateurs en série pour le bus continu est analysée pour le raccordement d'un système multi sources. Diverses possibilités de raccordement sur ce bus continu sont abordées et le système de supervision des puissances nécessaire pour chaque cas est présenté.

Ce travail vise une exploration et une évaluation de nouvelles variantes de topologies multiniveaux AC/DC non réversibles (PFC) du point de vue de leur sûreté de fonctionnement : recherche d'une grande sécurité électrique sur destruction interne et maintien d'une continuité de fonctionnement. Elles sont caractérisées par une connexion AC non différentielle, un partitionnement cellulaire en série et symétrique autour d'un point milieu. Cette organisation permet d'exploiter la redondance active série entre les cellules d'un même groupe et l'effet de ségrégation topologique qui apparaît entre les deux groupes de cellules. Les structures étudiées sont modulaires et peuvent être parallélisées et étendues à un nombre quelconque de phases. Elles ne possèdent que des cellules mono-transistors basse-tension (Si et SiC 600V max) performantes et intrinsèquement tolérantes aux imperfections de la commande et aux parasites donc naturellement sécurisées. Les comparaisons prenant en compte les pertes, la répartition des pertes, le dimensionnement et le report de contraintes sur défaut interne mettent en avant la structure PFC Double- Boost Flying Cap. à 5 Niveaux, brevetée en début de thèse, comme une solution ayant le meilleur compromis. Sur le plan théorique nous montrons que le seul calcul de la fiabilité basé uniquement sur un critère d'occurrence au premier défaut est inadapté pour décrire ce type de topologie. La prise en compte de la tolérance de panne est nécessaire et permet d'évaluer la fiabilité globalement sur une panne effective (i.e. au second défaut). L'adaptation de modèles théoriques de fiabilité à taux de défaillance constant mais prenant en compte, au niveau de leurs paramètres, le report de contrainte en tension et l'augmentation de température qui résulte d'un premier défaut, permet de chiffrer par intégration et en valeur relative, le gain obtenu sur un temps court. Ce résultat est compatible avec les systèmes embarqués et la maintenance conditionnelle. Un prototype monophasé à 5 niveaux, à commande entièrement numérique et à MLI optimisée reconfigurable en temps réel a été réalisé afin de valider l'étude. Il permet une adaptation automatique de la topologie de 5 à 4 puis à 3 niveaux par exemple. Ce prototype a également servi de banc de test d'endurance du mode de défaillance sur claquage - avalanche de transistors CoolMos™ et diodes SiC, volontairement détruits individuellement dans des conditions d'énergie maîtrisée et reproductibles, afin de prouver expérimentalement le maintien du service sur plusieurs centaines d'heures au prix d'un derating de 30% maximum en puissance seulement. La détection et le diagnostic rapide de défauts internes ont également été traités dans ce travail. D'une part, par la surveillance directe et le seuillage des tensions internes (tensions flottantes) et d'autre part, par une détection harmonique de la fréquence de base (amplitude et phase) en temps réel. Ces deux techniques ont été intégrées numériquement et évaluées sur le prototype, en particulier la seconde qui ne requiert qu'un seul capteur. VI Enfin, nous proposons dans ce travail une nouvelle variante PFC Vienna multicellulaire expérimentée en fin de mémoire, utilisant deux fois moins de transistors et de drivers pour les mêmes performances fréquentielles au prix d'un rendement et d'une répartition des pertes légèrement moins favorables que la structure brevetée.

UN ONDULEUR MULTICELLULAIRE SERIE (STRUCTURE MEYNARD-FOCH) EST UTILISE POUR LES APPLICATIONS HAUTE TENSION ET PERMET L'AMELIORATION DES FORMES D'ONDE DE LA TENSION DE SORTIE, TOUT EN CONSERVANT UNE BONNE REPARTITION DES CONTRAINTES DE COMMUTATEUR. LA STABILITE DU SYSTEME SOUMIS A UNE COMMANDE PERIODIQUE EST ETUDIEE, EN PARTICULIER L'ENSEMBLE DES SINGULARITES LIEES A LA COMMANDE MLI SYMETRIQUE EST EXHIBE DANS LE CAS TRIPHASE. LA COMMANDE A POUR OBJET DE REGULER LES TENSIONS DE CONDENSATEUR DE LA STRUCTURE TOUT EN RESPECTANT UN PROFIL IMPOSE DE TENSION DE SORTIE. LA COMMANDE PROPOSEE PERMET D'OBTENIR SIMULTANEMENT UNE DYNAMIQUE RAPIDE (COMPARABLE A CELLE DES MODES GLISSANTS) ET UN CONTENU HARMONIQUE INTERESSANT TOUT EN RESPECTANT LES CONTRAINTES DE COMMUTATION. CETTE COMMANDE ACTIVE A FREQUENCE FIXE, EST BASEE SUR UNE EXPLOITATION DES CONFIGURATIONS EQUIVALENTES DU POINT DE VUE DE LA TENSION DE SORTIE. UNE COMMANDE PERIODIQUE PASSIVE EST EGALEMENT PRESENTEE. CES DEUX COMMANDES S'APPLIQUENT A UN NOMBRE QUELCONQUE DE CELLULES. LA MISE EN UVRE DES COMMANDES ACTIVES NECESSITE L'OBSERVATION DES TENSIONS DE CONDENSATEUR. DEUX CAS SONT TRAITES SELON QUE LES MESURES DE TENSION OU DE COURANT SONT DISPONIBLES. POUR FINIR, LE TOUT EST VALIDE EN SIMULATION PAR LA COMMANDE MULTINIVEAUX D'UN MOTEUR ASYNCHRONE. L'ASPECT TEMPS REEL A ETE UN SOUCIS PERMANENT.

Le ministère de l’Éducation, du Loisir et du Sport (MELS) publie tous les ans des indicateurs (MELS, 2007) qui traitent de plusieurs aspects du système scolaire québécois. Quoique le MELS insiste sur l’obligation pour les écoles primaires et secondaires d’obtenir des résultats probants en termes d’« efficacité », les indicateurs utilisés pour apprécier la performance des écoles ne sont pas nécessairement conçus à cette fin. Une étude du MELS rapporte que les élèves de 5e secondaire éprouvent de la difficulté à obtenir de bons résultats à deux critères de correction (syntaxe et ponctuation, orthographe), parmi les six de l’épreuve unique de français écrit (MELS, 2008). Ce fait nous amène à nous intéresser à l’étude de la modélisation des liens entre des facteurs associés à l’environnement scolaire et les résultats des élèves de la région métropolitaine de Montréal, en ce qui a trait à ces deux critères pour les cohortes des années 2006, 2007 et 2008. Nous procédons d’abord à des analyses descriptives des variables pour chacune des trois populations. Nous poursuivons l’analyse en effectuant plusieurs modélisations multiniveaux multivariées des deux critères en fonction de variables indépendantes, caractéristiques de l’élève et de l’école. Les résultats de la présente recherche indiquent une relative stabilité dans la performance des élèves pour les trois années, avec une légère amélioration de la performance pour la cohorte de 2007, et qui se maintient pour la cohorte de 2008. Les élèves du secteur privé obtiennent de meilleurs résultats que ceux du public. Le résultat des filles est supérieur à celui des garçons et les élèves de langue maternelle française obtiennent de meilleurs résultats que ceux de langues maternelles différentes du français. Il importe cependant d’apporter quelques nuances dans l’interprétation de ces résultats. En outre, la part de variance dans la performance des élèves attribuable à l’élève est de l’ordre de 75,0 % et de l’ordre de 25,0 % à l’école. On note un effet différentiel des facteurs d’élève et d’école selon le critère considéré. Les variables caractéristiques de l’élève comptent pour 13,9 % de la variance totale de la performance des élèves en syntaxe et ponctuation et pour 9,8 % en orthographe. Les variables caractéristiques de l’école comptent pour 3,7 % de la variance totale de la performance des élèves en syntaxe et ponctuation et pour 6,4 % en orthographe. Certains facteurs d’école, comme la taille, la mixité ne semblent pas présenter un lien significatif avec la performance des élèves. / The ministère de l’Éducation, du Loisir et du Sport (MELS) of Quebec publishes every year educational indicators which describe many aspects of the school system. Although the MELS insists for elementary and high schools to have good results in terms of the effectiveness of their performance, the indicators that are used presently by the school’s system are not designed to appreciate their performance. A research by the MELS shows that secondary five high school students have some difficulty with two criteria (syntax and punctuation, spelling) out of the six for the French language examination (MELS, 2008). The actual research focuses on the modeling of links between school environment and student performances in the Montreal area over a period of three years. By using data from the MELS for years 2006, 2007 and 2008, this study investigates the relations between variables characteristics of student and school with the student performances. The analysis used descriptive statistics of the variables for each of the three years. We complete the analysis by doing some multilevel multivariate analysis. The results of this study indicated that there is a relative stability in student performances over the three years with a slight improvement in 2007 which continue in 2008. Students from the private sector performed better than those of the public sector. The girls continuously have better results than the boys over the three years period. Students with French as their mother’s tongue do have better results than those with mother’s tongue different than French. Nevertheless, some nuances are necessary for better understanding the interpretation of the results. Moreover, the part of variation in student performances is responsible for about 75,0 % to student level and for about 25,0 % to school level. We note some differential effects of student and school factors on the criteria considered. The student variables are responsible for about 13,9 % of the total variance in syntax and punctuation and for about 9,8 % in spelling. School variables are responsible for 3,7 % for the total variance in student performance for syntax and punctuation and for about 6,4 % for spelling. Some school factors, like the size of the school, the mix sex school do not seem to have any significant link with students’ performances.

La polyconsommation d’alcool et de cannabis est rapportée par un grand nombre de jeunes adultes canadiens (Flight, 2007). Les recherches épidémiologiques suggèrent que le statut de polyconsommateur est associé à certains comportements à risque, dont la consommation excessive d’alcool et la conduite d’un véhicule automobile sous l’influence de l’alcool (Jones et al. 2001; Mohler-Kuo, et al. 2003; Shillington & Clapp, 2006). Les études qui soutiennent le risque accru de comportements à risque pour les polyconsommateurs se focalisent sur l’effet des substances. En rupture avec cette approche, ce mémoire présente une étude situationnelle de la polyconsommation en examinant l’effet du statut de polyconsommateur et, pour ceux-ci l’effet de la consommation simultanée d’alcool et de cannabis, en situant l’action dans son contexte de survenu et en examinant la contribution du contexte. La probabilité d’avoir conduit une voiture sous l’influence de l’alcool et d’avoir consommé excessivement de l’alcool sera examinée auprès d’étudiants universitaires. La contribution respective des substances, des situations et de l’expérience de la vie universitaire sera examinée. La méthodologie employée repose sur la construction de modèles de régression logistique multiniveaux, à la fois chez l’ensemble des buveurs (10 747 occasions, nichées dans 4396 buveurs) et dans le sous-échantillon des polyconsommateurs (2311 occasions de consommation d’alcool, nichées dans 880 polyconsommateurs). Les données sont issues de l’Enquête sur les campus canadiens (2004), menée auprès d’un échantillon représentatif de 6282 étudiants issus de 40 universités. Le statut de polyconsommateur est associé à la consommation excessive d’alcool, mais pas à la conduite d’une voiture suite à la consommation. Cependant, la consommation simultanée d’alcool et de cannabis n’est pas associée à un risque plus élevé de consommer excessivement de l’alcool, et est négativement associée à la conduite d’une voiture après la consommation. Plusieurs caractéristiques situationnelles sont associées aux deux comportements à l’étude et diminuent la force d’association entre ces comportements et le statut de polyconsommateur. / Alcohol and cannabis polydrug use is a common consumption pattern among Canadian young adults (Flight, 2007). Moreover, epidemiological studies suggest that alcohol and cannabis use is associated with other risky behaviours such as binge drinking and driving a vehicle under the influence of both substances (Jones et al. 2001; Mohler-Kuo et al. 2003; Shillington & Clapp, 2006). Studies which have reported an increased risk for polydrug users focus on substance use. The present study propose a situational approach, in which the effect of poly drug use, as well as the effect of simultaneous use on these risky behaviours are investigated while considering the context in which the consumption takes place. The probability of driving under the influence of alcohol, and the probability of binge drinking are examined among a sample of university students. The respective contribution of substance use, university life experience and drinking situations is examined. The methodology used to perform this study is based on multilevel logistic regression models, among drinkers (10 747 occasions, nested within 4396 drinkers) as well as among the polydrug users subsample (2311 drinking occasions, nested within 880 individuals). The data are drawn from the Canadian Campus Survey conducted in 2004 with a random nationally representative sample of 6282 students from 40 universities. Polydrug status is positively associated with episodic binge drinking, but not with driving under the influence of alcohol. However, cannabis use is not associated with binge drinking, among polydrug users. Moreover, for this specific population, cannabis smoking is negatively associated with driving under the influence of alcohol. Several situational characteristics are associated with either one or both studied behaviours and partially explain the relationship between those behaviours and polydrug use.

Cette recherche étudie l'évolution de l'appui à la souveraineté du Québec entre 1976 et aujourd'hui, en considérant les diverses formulations de la question utilisées par les acteurs politiques et par les sondeurs. Cette question est abordée en faisant une analyse longitudinale multiniveaux de plus de 800 sondages. Une telle approche suggère que les caractéristiques des sondages sont nichées à l'intérieur d'unités contextuelles plus larges, des unités de temps. Cela permet d'une part d'observer quels sont les facteurs liés à la mesure qui influencent l'appui à la souveraineté du Québec et ensuite de voir comment ces mêmes effets varient à travers le temps et comment ils sont influencés par certains événements jugés importants. Il ressort de ces analyses que les propositions séparation, indépendance, souveraineté et souveraineté-association/partenariat entraînent généralement des appuis moyens significativement différents les uns des autres. Il apparaît aussi que certains événements ont eu une influence significative sur l'évolution de l'appui à ces diverses propositions. Enfin, il a été tenté de voir si les appuis propres à ces diverses propositions évoluaient de manière parallèle, s'ils réagissaient similairement aux différents événements considérés dans les analyses ou si au contraire ces appuis pouvaient parfois évoluer de manière différente. Les résultats à cet égard sont intéressants mais non concluants. / The purpose of this research was to study the evolution of the support for Quebec sovereignty from 1976 to 2007, taking into account the many wordings used by political actors and pollsters to refer to the sovereignty project. The methodology used to perform this study is a multilevel and longitudinal analysis of more than 800 polls conducted. Such an approach assumes that measurement-related factors are nested within broader contextual units, in this case time units. Hence, one can find out in what ways measurement-related factors (i.e. question-wording) influence support for Quebec sovereignty on one hand, and how time-related factors (i.e. events and time itself) affect these same measurementrelated factors effects on the other hand. We found that the many constitutional proposals, separation, independence, sovereignty and sovereignty-association/partnership generally do have significantly different mean effects on the support for Quebec sovereignty. We then found that some events cause significant changes in the evolution of sovereignty support. We finally tried to find out if changes in support for these different proposals were similar; in other words, whether these important events affect support for sovereignty in the same way for each proposal or not. In this regard, interesting but yet not conclusive results were found.

Traditionnellement, dans le domaine avionique les logiciels utilisés à bord de l'avion sont totalement séparés des logiciels utilisés au dehors afin d'éviter toutes interaction qui pourrait corrompre les systèmes critiques à bord de l'avion. Cependant, les nouvelles générations d'avions exigent plus d'interactions avec le monde ouvert avec pour objectif de proposer des services étendu, générant ainsi un flux d'information potentiellement dan- gereux. Dans une précédente étude, nous avons proposé l'utilisation de la virtualisation pour assurer la sûreté de fonctionnement d'applications critiques assurant des communi- cations bidirectionnelles entre systèmes critiques et systèmes non sûr. Dans cette thèse nous proposons deux contributions. La première contribution propose une méthode de comparaison d'hyperviseur. Nous avons développé un banc de test permettant de mesurer les performances d'un système virtualisé. Dans cette étude, différentes configurations ont été expérimentées, d'un système sans OS à une architecture complète avec un hyperviseur et un OS s'exécutant dans une machine virtuelle. Plusieurs tests (processeur, mémoire et réseaux) ont été mesurés et collectés sur différents hyperviseurs. La seconde contribution met l'accent sur l'amélioration d'une architecture de sécurité existante. Un mécanisme de comparaison basé sur l'analyse des traces d'exécution est utilisé pour détecter les anomalies entre instances d'application exécutées sur diverse ma- chines virtuelles. Nous proposons de renforcer le mécanisme de comparaison à l'exécution par l'utilisation d'un modèle d'exécution issu d'une analyse statique du bytecode Java. Afin de valider notre approche, nous avons développé un prototype basé sur un cas d'étude identifié avec Airbus qui porte sur l'utilisation d'un ordinateur portable dédié à la maintenance.

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La Tunisie a connu une forte hausse des poursuites d’études dans l’enseignement supérieur ces 20 dernières années. Les réformes imposées par l'augmentation des effectifs étudiants, ont conduit à une augmentation du nombre des établissements de l’enseignement supérieur. Un des enjeux de la Tunisie et de plusieurs pays africains est l’amélioration de l’efficacité du système éducatif afin de favoriser l’insertion professionnelle. Cette thèse se propose de s’interroger sur cette efficacité à partir d’une approche économique des rendements de l’éducation sur le marché du travail. Le premier chapitre propose une analyse des rendements privés de l’éducation dans le contexte des pays africains. Il souligne la forte hétérogénéité de ces rendements entre les pays, notamment lorsque l’on prend en compte le taux d’emploi. Le deuxième chapitre se centre sur l’effet établissement sur le rendement de l’enseignement supérieur tunisien. Les résultats suggèrent l’existence d’un effet de l’établissement sur le salaire des diplômés. La sélectivité des établissements et la qualification des enseignements semblent affecter la rémunération des diplômés. Le troisième chapitre se focalise sur l’évaluation d’une réforme des curricula de l’enseignement supérieur fournissant une éducation à l’entrepreneuriat dans les universités tunisiennes. Cette recherche, qui repose sur l’affectation aléatoire pour mesurer son impact sur les résultats sur le marché du travail ainsi que sur les compétences techniques et les compétences non cognitives des étudiants, souligne l’intérêt que peut avoir ce type de programme. / In Tunisia, enrollment rates in tertiary education had soared up over the past two decades. A significant increase of student annual flows imposed the implementation of reforms that led to an increase in the number of higher education institutions and universities. One of the challenges in Tunisia and many African countries is to improve the efficiency of education systems to promote employability and graduates employment. This thesis discuss the question of the efficiency of education from an economic approach based on returns to education in the labor market. The first chapter analyses private returns to education particularly higher education in African countries. Our findings highlight the large differences to RORE estimates across countries, particularly when it takes into account the employment rate. The second chapter focuses on the impact of university quality on labor market outcomes in Tunisia. The empirical results suggest that institutions selectivity and university professor’s qualifications seem to affect earnings of graduates. The third chapter focuses on the evaluation of reform of university curriculum providing entrepreneurship education to Tunisian university students. This research based on randomized assignment to the entrepreneurship track measure its impacts on labor market outcomes as well as on intermediary outcomes such as business skills and behavioral skills. This chapter underlines the role of entrepreneurship program.