De nos jours, les applications utilisant des quadrirotors autonomes sont en plein essor. La surveillance et la sécurité de sites industriels ou sensibles, de zones géographiques pour l’agriculture par exemple sont quelques-unes des applications les plus célèbres des véhicules aériens sans pilote (UAV). Actuellement, certains chercheurs et scientifiques se concentrent sur le déploiement multi-drones pour l’inspection et la surveillance de vastes zones. L’objectif de cette thèse est de concevoir des algorithmes afin de réaliser une commande de vol en formation distribuée/décentralisée de multi-UAVs en temps réel dans une perspective de systèmes de systèmes. Tout d’abord, nous avons passé en revue certains travaux récents de la littérature sur la commande de vol en formation et la commande de quadrirotors. Nous avons présenté une brève introduction sur les systèmes de systèmes, leur définition et leurs caractéristiques. Ensuite, nous avons introduit la commande de vol en formation avec ses structures les plus utilisées dans la littérature. Nous avons alors présenté quelques travaux existants traitant du flocking (comportement de regroupement en flotte), les méthodes de modélisation les plus utilisés pour les quadrirotors et quelques approches de commande les plus utilisées pour stabiliser des quadrirotors. Deuxièmement, nous avons utilisé la structure de la commande comportementale pour réaliser un vol en formation de plusieurs UAVs. Nous avons conçu un comportement pour réaliser le vol en formation de multi-UAVs sans fragmentation. Le comportement proposé traite le problème flocking dans une perspective globale, c’est-à-dire, nous avons inclus une tendance dans chaque drone pour former une formation. Les défis des Systèmes de systèmes nous a motivés à chercher des algorithmes de flocking et de consensus introduits dans la littérature qui peuvent être utiles pour répondre à ces défis. Cela nous a amenés à proposer quatre lois de commande en visant à être compatibles avec le modèle non linéaire des quadrirotors et pouvant être expérimentés sur des plates-formes réelles. Les lois de commande ont été exécutées à bord de chaque quadrirotor dans la formation et chaque quadrirotor interagit avec ses voisins pour assurer un vol en formation sans collision. Enfin, nous avons validé nos lois de commande par des simulations et des expériences en temps réel. Pour la simulation, nous avons utilisé un simulateur de multi quadrirotors développé au laboratoire Heudiasyc. Pour les expériences, nous avons mis en œuvre nos lois de contrôle sur des quadrirotors ArDrone2 évolués dans un environnement intérieur équipé d’un système de capture de mouvement (Optitrack). / Nowadays, applications of autonomous quadrotors are increasing rapidly. Surveillance and security of industrial sites, geographical zones for agriculture for example are some popular applications of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs). Nowadays, researchers and scientists focus on the deployment of multi-UAVs for the inspection and the surveillance of large areas. The objective of this thesis is to design algorithms and techniques to perform a real-time distributed/decentralized multi-UAVs flight formation control, from a system of systems perspective. Firstly, we reviewed recent works of the literature about flight formation control and the control of quadrotors. We presented a brief introduction about systems of systems, their definition and characteristics. Then, we introduced the flight formation control with its most used structures in the literature, some existing works dealing with flocking. Finally, we presented the most used modeling methodologies for quadrotors and some control approaches that are used to stabilize quadrotors. Secondly, we used the behavioral-based control structure to achieve a multiple UAV flocking. We conceived a behavior intending to address the control design towards a successful achievement of the flocking task without fragmentation. The proposed behavior treats the flocking problem from a global perspective, that is, we included a tendency of separated UAVs to form a flock.System of systems challenges motivated us to look for flocking and consensus algorithms introduced in the literature that could be helpful to answer to these challenges. This led us to propose four flocking control laws aiming at being compatible with the nonlinear model of quadrotors and at being implemented on experimental platforms. The control laws were run aboard each quadrotor in the flock. By running the control law, each quadrotor interacts with its neighbors to ensure a collision-free flocking. Finally, we validated our proposed control laws by simulations and real-time experiments. For the simulation, we used a PC-based simulator of flock of multiple quadrotors which was developed at Heudiasyc laboratory. For experiments, we implemented our control laws on ArDrone2 quadrotors evolved in an indoor environment equipped with an Optitrack motion capture system.

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Les centres hospitaliers universitaires détenant une expertise pour les grands brûlés pédiatriques ont la responsabilité d’avoir du personnel infirmier compétent pour donner ces soins spécialisés. Cependant, il est constaté que les infirmières débutantes ne possèdent pas les connaissances suffisantes sur les soins de plaie de brûlures pour bien intervenir auprès de cette clientèle. Il y a donc un besoin urgent de formation pour préparer les infirmières débutantes à la prise en charge de ces patients. Cette étude pilote pragmatique avait pour buts : (i) de développer et de mettre à l’essai une formation en ligne sur les soins aux grands brûlés pédiatriques destinée aux infirmières débutantes; (ii) et d’évaluer la faisabilité et l’acceptabilité de la formation en ligne en plus d’estimer les effets de la formation sur l’amélioration des connaissances de ces infirmières débutantes en soins aux grands brûlés pédiatriques. Les cadres de référence utilisés pour soutenir cette étude incluaient le « Référentiel de compétences de l’infirmière en soins aux grands brûlés » de l’American Burn Association (2017b) pour développer le contenu théorique de l’intervention ainsi que les « Principes de l’apprentissage en ligne » de Clark et Mayer (2016) afin de guider la conception de la formation en ligne. Un devis préexpérimental prétest-posttest à un groupe d’infirmières débutantes (n=16) a été employé à l’unité de soins médico- chirurgicaux du Centre hospitalier universitaire Sainte-Justine entre mars à juillet 2020. La faisabilité, l’acceptabilité et les effets préliminaires de la formation en ligne ont été évalués par un questionnaire de connaissances sur les soins infirmiers aux grands brûlés pédiatriques et de satisfaction. Les analyses statistiques utilisées incluent des statistiques descriptives et des tests- t pour échantillons appariés. En ce qui concerne la faisabilité, toutes les participantes ont complété la totalité de l’étude via la plateforme en ligne. Les résultats préliminaires ont révélé une différence significative entre la moyenne des scores de connaissances des 16 infirmières débutantes pré-formation en ligne (58,6%±14,5) et post-formation en ligne (87,7%±8,7) (p<0,001). Pour l’acceptabilité, la moyenne des scores était satisfaisante avec 95,5% (3,8±0,2) post-intervention. Ainsi, cette nouvelle formation en ligne, basée sur des données probantes, semble faisable et acceptable, en plus d’indiquer un effet préliminaire sur l’amélioration des connaissances d’infirmières débutantes sur les soins aux grands brûlés pédiatriques. / Nurses working with pediatric burn care patients require to be properly trained to provide optimal burn care. However, it was found that novice nurses from this service do not have sufficient knowledge regarding burn wound care to provide efficient care for this specialized clientele. Therefore, an urgent need exists to train novice nurses to care for pediatric burn patients. This pilot study aimed to: (i) develop and pilot a pediatric nursing burn care e-learning training for novice nurses; and (ii) assess the feasibility and acceptability of this educational intervention as well as evaluate the intervention’s preliminary effects on novice nurses’ knowledge on pediatric nursing burn care. The frameworks that supported this study included the “Burn Nurse Competencies” from the American Burn Association (2017b) to develop the theoretical content of the intervention as well as the “Multimedia Principles ” from Clark and Mayer (2016) to design the e-learning training. A pragmatic quasi experimental one-group (n=16) pretest-posttest design was conducted from March to July 2020 at a pediatric burn care unit at the CHU Sainte-Justine Pediatric University Hospital. Feasibility, acceptability and preliminary effects of the e-learning training were assessed by a pediatric nursing burn care knowledge level questionnaire and a satisfaction survey. Statistical analyzes included descriptive statistics and tests-t for paired samples. In regards to feasibility, all participants completed the entire study with the e-learning platform. A significant difference was observed between the knowledge level mean score of novice nurses pre-training (58.6% ± 14.5) compared to post-training (87.7% ± 8.7) (p<0.001). Results showed that novice nurses’ mean score on satisfaction was 95.5% (3.8 ± 0.2) post-intervention, indicating a high satisfaction level. This new evidence-based pediatric nursing burn care e-learning training appeared feasible and satisfactory by novice nurses as well as indicating a preliminary effect on knowledge improvement regarding pediatric burn care.

Les simulations interprofessionnelles sont très populaires pour former les professionnels de la santé débutant en traumatologie à travailler en équipe dans les salles d’urgence. Ces simulations peuvent être effectuées en laboratoire (environnement contrôlé) ou in situ (environnement réel de soins), ce qui peut potentiellement influencer la charge cognitive des débutants, c’est-à-dire l’effort mental requis pour apprendre. Jusqu’à présent, aucune étude n’a comparé l’influence de l’environnement de simulation sur l’apprentissage du travail d’équipe et la charge cognitive des professionnels débutant en traumatologie. Malgré les défis associés à la réalisation d’un essai contrôlé randomisé en contexte de formation, une telle étude apparait nécessaire pour approfondir notre compréhension de l’effet de l’environnement de simulation sur l’apprentissage. Cette thèse par article présente une étude qui avait pour but de tester la faisabilité d’un essai contrôlé randomisé pour examiner comment l’environnement de simulation (laboratoire versus in situ) influence le développement des habiletés de travail d’équipe et la charge cognitive des professionnels débutant en traumatologie à la salle d’urgence. Cette étude s’est appuyée sur le modèle de la charge cognitive de Choi et al. (2014). Vingt-quatre professionnels de la santé (infirmier[ère]s, résident[e]s en médecine, inhalothérapeutes) ayant moins de 18 mois d’expérience à la salle de réanimation d’un centre de traumatologie ont été affectés à quatre équipes de six professionnels. Chaque équipe a participé à deux simulations interprofessionnelles de 15minutes séparées par un débriefing de 45minutes axé sur les principes de la formation Team Strategies and Tools to Enhance Performance and Patient Safety (TeamSTEPPS). Les simulations ont été effectuées en laboratoire (groupe A — deux équipes) ou in situ (groupe B — deux équipes). Après chaque simulation, les professionnels débutants ont rempli des questionnaires validés sur le travail d’équipe et la charge cognitive perçus. Les simulations ont été filmées afin d’évaluer la performance du travail d’équipe par des observateurs formés. Des indicateurs de faisabilité liés au recrutement, à l’attrition, à la procédure de randomisation, à la mise en œuvre des activités de simulation et à la collecte de données ont été compilés. Des analyses de variance mixtes ont été utilisées pour calculer les tailles d’effet préliminaires. En ce qui concerne la faisabilité, plusieurs difficultés ont été rencontrées, telles qu’un faible taux de recrutement et l’impossibilité de réaliser la randomisation. Pour les tailles d’effet, les résultats préliminaires suggèrent que l’environnement de simulation n’influence pas la performance perçue du travail d’équipe et la charge cognitive des professionnels débutant en traumatologie. Les résultats suggèrent toutefois l’efficacité des simulations interprofessionnelles pour rehausser le travail d’équipe, et ce, peu importe l’environnement. Cette étude met en lumière plusieurs obstacles à la réalisation d’un essai contrôlé randomisé en contexte de simulation interprofessionnelle à la salle d’urgence. Elle permet aussi de jeter un regard nouveau sur la conception de la charge cognitive dans l’apprentissage du travail d’équipe, en proposant d’autres pistes de recherche. Enfin, cette étude renforce la nécessité de poursuivre les activités de simulation interprofessionnelle dans les milieux cliniques pour rehausser le travail d’équipe, un pilier des soins en traumatologie à la salle d’urgence. / Interprofessional simulations are very popular for training novice trauma health professionals to work as a team in emergency departments. These simulations can be conducted in a laboratory (controlled environment) or in situ (real healthcare environment), which can potentially influence the novices’ cognitive load, or the mental effort required to learn. However, to date, no study has compared the influence of the simulation environment on teamwork learning and cognitive load in novice trauma professionals. Despite the challenges associated with conducting a randomized controlled trial in the context of continuing education, such a study is needed to advance our knowledge of the effect of the simulation environment on learning. This article-based thesis presents a study designed to test the feasibility of a randomized controlled trial to examine how the simulation environment (laboratory versus in situ) influences the development of teamwork skills and cognitive load of novice trauma professionals in the emergency department. This study used Choi et al.’s (2014) cognitive load model. Twenty-four novice trauma professionals (nurses, medical residents, respiratory therapists) with less than 18 months of experience in the resuscitation room of a trauma center were assigned to four teams of six professionals. Each team participated in two 15-minute interprofessional simulations, separated by a 45-minute debriefing, which focused on the principles of the Team Strategies and Tools to Enhance Performance and Patient Safety (TeamSTEPPS) training. The simulations were conducted in the laboratory (group A—2 teams) or in situ (group B—2 teams). After each simulation, novice professionals completed validated questionnaires on perceived teamwork performance and cognitive load. The simulations were videotaped to assess teamwork performance by trained observers. Feasibility indicators related to recruitment, attrition, randomization procedures, implementation of simulation activities, and data collection were compiled. Mixed analyses of variance were used to calculate preliminary effect sizes. Regarding feasibility, several difficulties were encountered, such as a low recruitment rate and the inability to perform randomization. Regarding effect sizes, preliminary results suggest that the simulation environment does not affect novice trauma professionals’ perceived teamwork performance and cognitive load. However, the results suggest the effectiveness of interprofessional simulation activities in improving teamwork, regardless of the environment. This study highlights several barriers to conducting a randomized controlled trial in the context of interprofessional trauma simulation in the emergency department. It also provides a new perspective on the concept of cognitive load in teamwork learning and suggests other avenues of research. Finally, this study reinforces the need to continue interprofessional simulations in clinical settings to improve teamwork, a pillar of trauma care in the emergency department.

Le concept de Ville Intelligent concerne l’interconnectivité totale de plusieurs industries vers l’amélioration des modes de vie des résidents. Ceci est rendu possible par la croissance et l'utilisation généralisée de l'Internet des objets (IoT), un vaste réseau de dispositifs de collecte de données répartis dans de multiples applications. Cependant, la plupart des appareils IoT disposent de peu de ressources et s'appuient sur des serveurs externes pour traiter et stocker les données collectées. En raison de la congestion et de la distance élevées, les centres de données Nuage (Cloud) peuvent entraîner une latence élevée dans leur réponse IoT, ce qui peut être inacceptable dans certaines applications IoT. Au lieu de cela, l'informatique Brouillard (fog-computing) a été proposé comme une couche hétérogène hautement virtualisée de serveurs à la périphérie du réseau, ce qui permet un traitement des données IoT à faible latence. Les contributions actuelles au brouillard informatique supposent qu'une infrastructure de brouillard est déjà en place. De plus, chaque contribution nécessite des caractéristiques différentes sur l’infrastructure du brouillard. Cette thèse formule un schéma de conception et de dimensionnement évolutif et modifiable pour une infrastructure de brouillard généralisée. Ceci est modélisé et résolu sous la forme d'un programme linéaire à nombres entiers mixtes (MILP), et détendu à l'aide de plusieurs techniques telles que la génération de colonnes et la décomposition de Benders. De nombreuses préoccupations concernant les performances du réseau brouillard sont prises en compte et résolues, telles que le trafic IoT élevé, la congestion du réseau et les dysfonctionnements des nœuds brouillard. Les nœuds de brouillard dynamiques, tels que les nœuds de brouillard à la demande et les véhicules aériens sans pilote mobiles (UAV-brouillard) sont intégrés dans les modèles de conception et de dimensionnement actuels pour ajouter de la flexibilité et de la robustesse au réseau. Un système basé sur la blockchain et des preuves de connaissance nulle est introduit pour renforcer l'intégrité des nœuds de brouillard. Le résultat est un schéma de conception et de dimensionnement évolutif pour une infrastructure de brouillard robuste, flexible et fiable dans un environnement de brouillard-IoT dynamique et malveillant. / The concept of a Smart City relies on the full interconnectivity of several industries towards the amelioration of resident lifestyles. This is made possible by the growth and wide-spread use of the Internet of Things (IoT) -- a large network of data collection devices throughout multiple applications. However, most IoT devices have few resources, and rely on external servers to process and store the collected data. Due to high congestion and distance, Cloud data centres may cause high latency in their IoT response, which may be unacceptable in certain IoT applications. Instead, fog-computing has been proposed as a highly-virtualized heterogeneous layer of servers on the network edge, resulting in low-latency IoT data processing. Current contributions in fog-computing assume a fog infrastructure is already in-place. Furthermore, each contribution requires different characteristics on the fog infrastructure. This thesis formulates a scalable and modifiable design & dimensioning scheme for a generalized fog infrastructure. This is modeled and solved as a mixed-integer linear program (MILP), and relaxed using several techniques such as Column Generation and Benders Decomposition. Many concerns on the fog network performance are considered and addressed, such as high IoT traffic, network congestion, and fog node malfunctions. Dynamic fog nodes, such as on-demand fog nodes and mobile fog-enabled unmanned aerial vehicles (fog-UAVs) are integrated into current design & dimensioning models to add flexibility and robustness to the network. A system based on blockchain and zero-knowledge proofs is introduced to enforce integrity on the fog nodes. The result is a scalable design & dimensioning scheme for a robust, flexible, and reliable fog infrastructure in a dynamic and malicious IoT-fog environment.

Le délirium est un état confusionnel aigu se manifestant entre autres par de l’agitation, de la léthargie (APA, 2013). Le délirium survient chez près de la moitié des patients subissant une chirurgie cardiaque malgré les interventions de prévention basées sur des guides de pratique clinique (Gosselt et al., 2015). Les complications associées au délirium sont importantes incluant une augmentation de la durée de séjour et un ralentissement du rétablissement (Inouye, Wastendrop & Saczynski, 2013; Saczynski et al., 2012). Cette étude portait sur le développement et l’évaluation d’une nouvelle intervention infirmière de mentorat visant à faciliter la participation d’un aidant familial dans la gestion du délirium. L’étude portait également sur la validité d’une nouvelle mesure de monitoring du délirium, l’oxymétrie cérébrale. Le but principal de cette étude pilote randomisée était d’évaluer l’acceptabilité et la faisabilité du devis et de l’intervention infirmière de mentorat, ainsi que la validité de l’oxymétrie cérébrale. Le but secondaire était d’évaluer les effets préliminaires de l’intervention. Trente dyades comprenant un patient présentant un délirium post-chirurgie cardiaque et un aidant familial ont été assignées aléatoirement au groupe contrôle recevant les soins usuels ou au groupe recevant l’intervention infirmière. L’intervention, ancrée dans une approche caring, visait à faciliter la transition des aidants dans un rôle participatif auprès de leur proche atteint de délirium ainsi qu’à favoriser le rehaussement de leur sentiment d’efficacité personnelle. L’indicateur principal d’évaluation de l’acceptabilité du devis était l’obtention du consentement d’au moins 75% des aidants approchés pour participer à l’étude. Par la suite, l’acceptabilité et la faisabilité ont été évaluées en se basant sur des critères d’évaluation des études pilotes pour le devis, par exemple, sur des données de recrutement et du domaine de l’évaluation d’interventions infirmières pour l’intervention, par exemple, la satisfaction des participants. Les effets préliminaires de l’intervention pour les patients ont été mesurés au moyen d’un score de sévérité du délirium, du nombre de complications, de la durée du séjour et du rétablissement psychofonctionnel. Auprès des aidants, des scores d’anxiété et d’efficacité personnelle ont été obtenus. Afin de tester la validité de la nouvelle mesure, les valeurs d’oxymétrie cérébrale ont été comparées à des scores de trois échelles d’évaluation du délirium validées. L’indicateur principal d’acceptabilité du devis, a été atteint avec un taux de consentement chez les aidants de 76,9 %. Cependant, le recrutement s’est avéré un grand défi, principalement parce que la prévalence des délirium détectés fut moindre qu’anticipée. L'intervention était acceptable et réalisable, comme en témoigne la participation des aidants familiaux. Les résultats de sévérité du délirium se sont avérés similaires dans les deux groupes, tout comme ceux relatifs aux complications. Les autres mesures de résultats ont présenté une tendance favorisant le groupe intervention dont une durée d’hospitalisation plus courte ainsi qu’un niveau d’anxiété moindre et d’un niveau sentiment d’efficacité personnelle plus élevé chez les aidants. Un effet statistiquement significatif de l’intervention favorisant le groupe intervention a été observé sur le rétablissement psychofonctionnel (p = 0,01). Une relation statistiquement significative entre les valeurs d’oxymétrie cérébrale et la présence et la sévérité du délirium a été observée (p ≤ 0,001). Cette étude contribue à l’avancement des connaissances par la démonstration de l’acceptabilité et la faisabilité d’une intervention pour rehausser la gestion du délirium par un mentorat des aidants familiaux. Une autre contribution réside dans les résultats prometteurs quant à la validité de l’oxymétrie cérébrale comme nouvelle mesure de monitoring du délirium qui pourra rehausser la détection et la gestion du délirium. / Delirium is an acute confusional state accompanied by agitation or lethargy (APA, 2013). Despite the prevention strategies based on clinical practice guidelines, nearly half of the patients undergoing a cardiac surgery will present delirium (Gosselt et al., 2015). Complications of delirium are important and include increased length of stay in addition to a slower recovery (Inouye, Wastendrop & Saczynski, 2013; Saczynski et al., 2012). This study focused, on a new nursing intervention aiming to facilitate participation from a family caregiver in the management of delirium. The study also focused on the validity of a new measure to monitor delirium, cerebral oximetry, a non-invasive measure potentially able to indicate the presence and severity of the delirium. The primary objective of the randomized pilot study was to assess the acceptability and feasibility of the design and nursing interventions, and the validity of cerebral oximetry to monitor delirium. The secondary objective was to assess the preliminary efficacy of the intervention. Thirty dyads including a patient who had post-cardiac surgery delirium and a family caregiver were randomly assigned to either the control group receiving the usual care or a group receiving the experimental nursing interventions. The intervention, rooted in a caring approach, aimed to facilitate family caregivers’ transition to an involved role in delirium management in addition to promoting the enhancement of their self-efficacy. The primary indicator to assess the acceptability of the design was the consent of at least 75 % of family caregivers who were approached to participate in the study. Afterwards, the acceptability and feasibility was were evaluated based on criteria in the field of pilot studies for the study design, for example, on recruitment data, and on criteria in the field of evaluation of nursing interventions for the intervention, for example, the satisfaction of the caregivers . The preliminary effects of the intervention of the patients were measured using a score reflecting delirium severity, the amount of postoperative complications as well as the length of hospital stay and patient’s psycho-functional recovery. Scores for anxiety and self-efficacy were also obtained from the caregivers. In order to test the validity of the new measure of delirium, cerebral oximetry values were compared to scores on three validated delirium rating scales. The primary indicator of the acceptability estimate was achieved with a 76.9 % consent rate among caregivers. However, recruitment has sown itself to be a great challenge, mainly because the number of eligible patients was less than anticipated. The experimental intervention was acceptable and feasible, as evidenced by the participation of the caregivers. Results on delirium severity and complications were similar in the two groups. Results favoring the intervention groups included shorter length of stay and less anxiety along with the added feeling of greater personal effectiveness among caregivers. In addition, a statistically significant effect of the intervention was observed on the psycho-functional recovery favoring the intervention group. (p=0.01). A statistically significant relationship between cerebral oximetry and occurrence and severity of delirium was observed (p ≤ 0.001), supporting the potential of this measure in monitoring the delirium. This study contributes to the advancements of knowledge through the demonstration of the acceptability and feasibility of an intervention to enhance the management of delirium by mentoring caregivers. Another contribution lies in the promising results on the validity of cerebral oximetry as a new monitoring measure of delirium, which has the potential of enhancing delirium detection and management.

Cette thèse touche à la problématique des échanges de gaz aux interfaces entre la géosphère, la biosphère, l'hydrosphère et l'atmosphère par l'intermédiaire du monitoring géochimique des gaz appliqué aux sites de stockage géologiques du CO2. Au niveau de l'axe « Métrologie », nous avons développé une plate-forme de monitoring géochimique continu, in situ et déportée par spectrométrie FTIR/Raman pour la mesure des gaz du sol (CO2, CH4, N2, O2, H2O). Des protocoles de quantification ont été développés pour la mesure par télédétection infrarouge terrestre en mode passif du CO2, CH4, SO2, H2S dans l'atmosphère. Au niveau des axes « Monitoring » et « Modélisation », les mesures de gaz du sol à proximité du puits d'injection de Rousse (Pilote CO2 Total, Lacq/Rousse, France) sur plus de sept cycles saisonniers ont montré une anti-corrélation entre la teneur en CO2 et les variations du niveau piézométrique de la nappe. Cette relation a permis de modéliser l'enveloppe de variabilité « naturelle » de la teneur en CO2 dans le sol, qui constitue un élément clé pour la surveillance des sites de stockage. Les variations majeures de teneur en CO2 sont attribuées à des processus de dissolution/libération de CO2 par la nappe, jouant un rôle de pompe à CO2. La concentration en CO2 en surface (+1m) serait gouvernée par les variations de teneur en CO2 du sol. Les mesures par télédétection FTIR des gaz dans l'atmosphère ont permis d'établir pour la première fois une simulation expérimentale 3D des enveloppes de CO2 à l'aplomb du site d'injection. Ces résultats constituent un premier pas vers la mise en place d'un outil de surveillance des panaches gazeux dans l'atmosphère / This study is based on the problematic of gas exchanges at the interface between the geosphere, biosphere, hydrosphere and atmosphere through the geochemical monitoring of gas applied to CO2 geological storage sites. Concerning the "Metrological" aspect, we developed and implemented an in situ continuous geochemical monitoring station, based on coupling FTIR/ Raman spectrometry for measuring soil gas (O2, N2, CO2, CH4 and H2O) close to the injection wells of Rousse 1 (CCS Total pilot, Lacq-Rousse, France). We also developed protocols to identify and quantify CO2, CH4, SO2, H2S in the atmosphere (plume) by passive remote sensing FTIR. On the "Monitoring" and "Modelling" aspects, the continuous recording of soil CO2 concentration during more than 7 seasonal cycles indicate that CO2 concentration in the soil was anti-correlated with changes in piezometric level of the groundwater. This correlation was used to model the limits of natural variability of CO2 content in the soil, which is a key to CCS sites monitoring. The main fluctuations in soil CO2 content was assigned to a dissolution/release process of CO2 by the perched water table, acting as a CO2 pump. The CO2 concentration at the near surface (+ 1 m) would be governed by changes of the soil CO2 content. FITR remote sensing measurement of atmospheric gases allowed for the first time to perform an experimental 3D simulation of CO2 layers on the injection site. This type of experimental simulation is a first step for the monitoring of gases in the atmosphere

Le biogaz doit être purifié pour devenir un combustible renouvelable. De nombreux traitements actuels ne sont pas satisfaisants car, pour des raisons de coûts les procédés de séparation privilégiés aboutissent souvent au rejet direct ou indirect du sulfure d'hydrogène (H2S) à l’atmosphère, c’est le cas de la séparation à l’eau sous pression. Les objectifs de la thèse portent d’abord sur l’étude et la modélisation des méthodes connues de séparation de l'hydrogène sulfuré du méthane. Les concentrations typiques varient de 200 à 5000 ppm, et la séparation devra réduire la teneur résiduelle en H2S à moins de 1 ppm. Parallèlement seront étudiées les méthodes de traitement de H2S. Une fois la (ou les) méthode(s) de séparation sélectionnée(s), des essais de validation seront effectués sur un système traitant de l’ordre de 85 Nm3/h de méthane où seront injectées des quantités de H2S variant entre 1 et 100 ppm.Cette thèse requiert des modélisations réalistes sous Aspen Plus® ou sous un code équivalent pour établir a priori des efficacités de séparation selon différentes conditions opératoires et en prenant en compte le paramètre température. L’énergie dépensée pour la séparation effective sera un des critères fort de la comparaison, de même que l’économie de matière.Une approche système est indispensable pour étudier la rétroaction de la méthode de valorisation du H2S sur la ou les méthodes séparatives. A priori c’est aussi l’outil Aspen Plus® ou équivalent qui permettra cette approche système.L’étude du procédé sera menée selon la double approche modélisation et expérimentation, pour l’étude expérimentale des méthodes séparatives, l’échelle du banc sera semi-industrielle et le banc permettra d’étudier les méthodes de séparation jusqu’à -90°C. / Biogas must be purified for becoming a renewable fuel. At now, the most part of the purification techniques are not satisfactory because they imply hydrogen sulfides (H2S) rejection to the atmosphere. One example of these methods is the treatment with high pressure water. The first objective of the thesis is modeling the conventional methods for separating H2S from methane. Typical concentrations of H2S in methane vary from 200 to 5000 pm. Separation methods must decrease the concentration of H2S in methane to less than 1 ppm. At the same time, methods for H2S treatment will be studied.Once the most appropriated separation methods will be selected, some test will be carried out on a pilot plant capable of treating 85 Nm3/h of methane, where quantities of H2S ranging from 1 and 100 ppm will be injected. These tests will allow validating the modeling of the separation process. On the basis of the obtained results, a specific test bench will be conceived and constructed for validating the selected process.The thesis work requires simulating the separation process using the software Aspen Plus® or an equivalent one. The effectiveness of different operative conditions will be tested, varying also the parameter temperature. The energy necessary for the separation will be one of the most important criteria for the comparison, as well as the mass consumption of the different fluids involved in the process.A system approach is fundamental for evaluating the backward effect of the H2S valorization method on the separation techniques. The process simulator (Aspen Plus® or equivalent) will allow the system approach.The study will involve modeling and experimental parts. The experimental part will be carried out taking advantage of a semi-industrial size test bench, allowing studying the separation methods down to -90°C.

Description des différentes étapes de la conception d'un microprocesseur pour le contrôle des automatismes de sécurité, en particulier pour les systèmes de transport. Ce microprocesseur est autotestable, c'est-à-dire capable de détecter ses propres erreurs. La conception du circuit est basée sur les hypothèses de pannes au niveau analytique dans la technologie NMOS. Les blocs fonctionnels «Strongly Fault Secure» et les contrôleurs «Strongly Code Disjoint» sont à la base des circuits «Self-checking», dits autotestables. Le circuit COBRA démontre la faisabilité d'un microprocesseur autotestable. COBRA gère indépendamment 19 signaux différents, date des événements externes, mesure des fréquences, surveille 14 entrées logiques et possède 7 sorties indépendantes. Le programme d'application de COBRA est contenu dans une mémoire morte programmable externe de 16 Koctets adressés par 14 bits multiplexés sur le bus interne de 8 bits. COBRA contient également une liaison série, une mémoire à accès direct de 64 octets et 3 temporisateurs de 14 bits indépendants ainsi qu'une unité arithmétique et logique de 8 bits, COBRA exécute un jeu de 43 instructions

L’objectif de cette thèse est le développement et la validation d’un outil numérique permettant d’évaluer la performance d’un ouvrage de décantation. L’approche Euler-Lagrange est retenue pour la modélisation de l’écoulement et du transport solide. De nouvelles conditions d’interaction particule/paroi permettent de restreindre le dépôt aux zones présentant des caractéristiques géométriques et hydrodynamiques favorables. Le modèle numérique est confronté à quatre jeux de données expérimentales. L’ensemble de ces expérimentations permettent d’investiguer une large gamme des paramètres représentatifs de l’écoulement et du transport solide. La comparaison des résultats numériques et expérimentaux permet de conclure sur la capacité du modèle à prévoir l’abattement des particules dans un ouvrage de décantation avec une précision de l’ordre de 5 pourcents lorsque les dépôts ont lieu sur l’ensemble du fond et de 10 pourcents dans le cas de dépôts localisés dans des zones préférentielles. / The objective of this thesis is the development and the validation of a numerical tool to estimate the trapping efficiency of settlers. The Euler-Lagrange approach is chosen to simulate the flow and the sediment transport. New particle/wall interaction conditions are developed to take into account the geometric and hydrodynamic characteristics to enable the deposit. The numerical model is compared to four sets of experimental data. All these experiments enable to study a wide range of parameters that describe the flow and the solid transport. The comparison between the numerical and experimental results shows that the model is able to estimate the trapping efficiency of particles in a settler with an accuracy of about 5 percent when the particles settle all over the bed of the basin and about 10 percent in case of located deposits.