L’émergence du concept d’un avion plus électrique implique une refonte en profondeur des réseaux embarqués. L’axe principalement développé repose sur une augmentation de la tension du réseau et un passage au bus continu. Le contrôle des actionneurs électriques embarqués passe alors par l’utilisation massive de convertisseurs électroniques qui vont imposer des fronts de tension très raides et des contraintes particulières aux enroulements des machines. Les oscillations pseudopériodiques qui suivent ces fronts raides sont à l’origine de champs électriques intenses qui peuvent dépasser le seuil d’apparition des décharges partielles (PDIV) et de ce fait provoquer une dégradation rapide des isolants classiques qui sont à base de polymères. Le travail effectué dans cette thèse est centré sur l’étude d’une nouvelle méthode de conception des bobinages permettant la réduction des problèmes de décharges partielles. Un dispositif expérimental mis au point dans ce cadre reproduit les contraintes imposées par des convertisseurs modernes et permet de mesurer les tensions inter-spires d’une bobine. L’étude expérimentale met en évidence les phénomènes àprendre en compte avec ce type d’alimentation et donne une première idée des axes d’optimisation envisageables. Un modèle prédictif capable de donner la distribution des tensions inter-spires, en réponse à un front raide de tension, aide à identifier les points critiques. Les paramètres constitutifs de ce modèle ont été déterminés en utilisant des méthodes analytiques, expérimentales et numériques. Compte tenu de la complexité du modèle, un outil numérique automatisé a été élaboré afin de simuler le modèle des bobines étudiées. Plusieurs types de bobinage ont été analysés et optimisés avec succès. Cette optimisation consiste à diminuer la tension inter-spires en agissant sur l’arrangement des fils dans les encoches. L’utilisation des bobines optimisées avec cette méthode permet d’envisager une nette amélioration de la fiabilité des machines électriques. / The emergence of the concept of a more electric aircraft requires a major overhaul of onboard grid. The main developed axis is based on an increase in the grid voltage and a switch to DC bus. In this context, the onboard electric actuators are supplied through power electronic converters that will impose very fast voltage fronts and particular constraints in the windings of the machines. The transient over-voltages that follow the steep-fronted pulses are the source of intense electric fields which may exceed the partial discharge inception voltage (PDIV) and cause a rapid deterioration of polymer based insulators. This thesis focuses on the study of a new design method of the windings in order to reduce problems of partial discharges. An experimental device developed in this framework reproduces the constraints of modern converters and allows measuring the turn-to-turn voltages of a coil. The experimental study shows the phenomena to be considered with this type of power supply and gives an idea of possible areas for optimization. A predictive model able to give the distribution of turn-to-turn voltages, in response to a steep-fronted voltage, helps to identify critical points. The constitutive parameters of this model were determined using analytical, experimental and numerical methods. Given the complexity of the model, an automated numerical tool has been developed in order to simulate the model of studied coils. Several types of coil have been analyzed and optimized successfully. This optimization consists in reducing the turn-to-turn voltages by acting on the arrangement of the wires in the slots. The use of optimized coils with this method allows envisaging a significantimprovement in the reliability of electrical machines.

Aider les concepteurs à améliorer la qualité environnementale de leur projet durant la phase d’esquisse peut contribuer à un meilleur profil environnemental des réalisations finales. Face aux nouvelles exigences liées au développement durable (ressources énergétiques, matériaux de proximité...), les concepteurs doivent conduire un travail d’ajustement entre le contexte du projet et les solutions architecturales qui est de plus en plus complexe. Pour aider les concepteurs dans ce travail, nous proposons une méthode fondée sur l’usage de patrons de conception orientés environnement que nous nommons éco-modèles. Ces patrons s’apparentent à des solutions types éprouvées par de nombreux concepteurs. Les éco-modèles et les réalisations où ils ont été utilisés ont été implémentés dans un outil numérique appelé éco.mod. Grâce à une interface spécifique, les concepteurs peuvent naviguer dans cette base de données, sélectionner des éco-modèles et construire un scénario environnemental adapté à leurs projets architecturaux. L’outil éco.mod leur permet de visualiser les conséquences environnementales de leurs choix. Deux expérimentations, assistées par cet outil, ont largement confirmé nos hypothèses sur la pertinence de la méthode proposée et l’outil associé / Assisting designers in improvement of environmental quality of their project, early in the sketch phase, could result in a better environmental profile of the final product. Designers are facing new necessities related to sustainable development, such as considering sources of energy and usage of local materials, among others. To find a compromise between the project’s context and architectural solutions, one has to carry out complex adjustment tasks to address this issue.To help designers with these tasks, we proposed a method founded on the usage of environment-oriented “design patterns”, which we have named “eco-models”. By being used in their projects, these eco-models are approved by many designers as plausible solutions. The eco-models and the actual projects in which they have been used are gathered and implemented in a (web-based) digital tool, named “eco.mod.”The interface of eco.mod enable designers to navigate in the database, and select appropriate eco-models to create an environmental scenario for their own architectural project. The eco.mod tool allows users to visualize the environmental consequences of theirs choices. Two experiments assisted by this tool have been conducted, and have mainly confirmed our hypothesis about efficacy of this proposed method and its associated tool

Cette thèse a pour finalité l'analyse de l'activité cognitive des designers en vue de formaliser les processus informationnels inhérents aux activités de design industriel et plus particulièrement les activités de catégorisation mentale de l'information implicite qui précède la génération d'esquisses. Un tel modèle formalisé est nécessaire pour, à partir d'une extraction de la connaissance et des règles de design, élaborer de nouveaux outils numériques qui supporteront les processus informationnels amont en conception innovante. Nous avons mis en place deux expérimentations avec des designers experts et novices, afin de mieux décrire les processus cognitifs et affectifs des designers. Nous avons combiné la méthode cognitive (Protocole d'étude selon la méthode de verbalisation spontanée, questionnaire) et physiologique (Activité Electrodermale et eye tracking). La démarche a bénéficié comme terrain expérimental du projet national GENIUS. Ce projet visait à développer un système support à l'activité des designers dans la phase de catégorisation et de génération en conception amont. Notre apport s'appuie sur la formalisation d'un modèle des processus cognitif et affectif des designers. Ce modèle a permis d'extraire des spécifications pour le développement du système ''GENIUS''.

Les outils du système d‘information sont un support aux activités des acteurs de l‘organisation. Les entreprises remplacent leurs outils par de nouveaux à la recherche de l‘amélioration de la performance, de la qualité, etc. Néanmoins, l‘implémentation d‘un nouvel outil numérique est un processus d‘adaptation mutuelle entre l‘organisation et la technologie, qui comporte des changements sur plusieurs dimensions et à différents niveaux de granularité. L‘objectif de nos travaux est de contribuer à accompagner ces changements dans le but de favoriser l‘innovation organisationnelle. Nous proposons d‘appréhender la diversité des évolutions dans l‘organisation et des adaptations de l‘outil à travers la diversité des transformations « potentielles » et « effectives » des usages. Afin d‘identifier la diversité des transformations « potentielles » des usages, nous proposons de comparer la diversité des usages « effectifs » de l‘outil « à remplacer » et « potentiels » de l‘outil « à introduire ». Une fois identifiées, les transformations « potentielles » peuvent être maitrisées à travers des décisions sur les usages à délaisser, à conserver, à adopter, jusqu‘à l‘émergence de nouveaux usages. C‘est la mise en oeuvre de ces transformations « effectives » qui implique des évolutions dans l‘organisation et/ou des adaptations de l‘outil. Nous définissons un modèle d‘usage pour tenir compte de la diversité des usages. A partir de ce modèle, nous définitions des méthodes d‘exploration graduelle de la diversité des usages et de la diversité des transformations des usages, orientées organisation ou outil. Nous illustrons l‘application des méthodes proposées à travers le cas d‘étude d‘informatisation du dossier de soins dans une structure d‘hospitalisation à domicile. / Information system tools provide support for the activities of actors in an organization. Companies replace their tools by new ones in search of performance or quality improvements, etc. However, the implementation of a new digital tool is a process of mutual adaptation between the organization and the technology, which involves changes on several dimensions and on different levels of granularity. The aim of our work is to contribute to manage these changes in order to encourage organizational innovation. We propose to grasp the diversity of evolutions in the organization and of adaptations in the tool through the diversity of ―potential‖ and ―effective‖ transformations in usages. In order to identify diversity of ―potential‖ usages, we propose to compare the diversity of ―effective‖ usages of the tool ―to replace‖ and of ―potential‖ usages of the tool ―to introduce‖. Once identified, the ―potential‖ transformations can be managed through decision making on usages to abandon, to keep, to adopt, to the emergence of new usages. It‘s the implementation of these ―effective‖ transformations that involves evolutions in the organization and adaptations of the tool. We set a usage model to consider the diversity of usages. From this model, we define methods for gradual exploration of the diversity of usages and of usage transformations, organization- and tool-oriented. We illustrate the application of methods proposed through the case study of computerization of the patient care record in a home care structure.

La thématique des rayons cosmiques d'ultra-haute énergie (RCUHEs) est riche de mystères. Nous présentons l'état actuel des connaissances générales sur le sujet, ainsi que les apports et possibilités offerts par l'Observatoire Pierre Auger. Celui-ci nous a apporté plusieurs résultats majeurs dans le domaine : la mesure du spectre d'énergie au delà de quelques EeV et de la coupure à haute énergie avec une grande significativité, la mesure d'observables sensibles à la composition qui montrent un alourdissement avec l'énergie (ou une modification significative de la physique hadronique à la centaine de TeV !), et la mesure d'une anisotropie faible en dehors d'une région centrée sur une source remarquable mais pas forcément concernée, Centaurus~A. Dans la seconde partie de cette thèse, on étudie la propagation des RCUHEs depuis leur source dans le milieu extra-galactique. On étudie l'influence de la composition aux sources et des paramètres de l'accélération sur la forme des spectres à la Terre. On démontre la viabilité d'un modèle astrophysique satisfaisant, dit low-$E_{max}$, qui s'ajuste bien aux données du spectre et de la composition. Un outil numérique de propagation de protons/noyaux, notamment en présence de champs magnétiques, est également présenté dans ce cadre. Nous présenterons aussi (en quatrième partie) une étude indépendante des contraintes apportées par les données angulaires d'Auger sur la densité effective des sources de RCUHEs et leur déflexion dans les champs magnétiques. Une analyse des données par la méthode de percolation est également présentée, et démontre la faible anisotropie des données. Une partie entière est dédiée à la phénoménologie d'un messager secondaire : les photons. On expose leur propagation extra-galactique et l'outil numérique entièrement développé à ce sujet, que l'on intègre dans l'outil existant de propagation de protons/noyaux. Cette intégration aboutit à un code numérique global, véritablement multi-messagers (les neutrinos sont également traités), qui nous permet de disposer d'un outil complet, nous autorisant à fonder un modèle global de concordance capable de satisfaire l'ensemble des contraintes actuelles, dont les limites expérimentales connues sur le flux diffus de photons au TeV (par Fermi/LAT). Celui-ci est discuté dans le dernier chapitre. Nous terminons sur les perspectives offertes par la construction d'un modèle global de RCUHEs.