L'utilisation des fils d'exécution est devenue importante avec l'apparition des ordinateurs multiprocesseurs sur le marché. Les langages de programmation modernes, comme Java, offrent une souplesse dans l'écriture des programmes multifils d'exécution. Cette souplesse n'a pas éliminé les problèmes liés à la synchronisation des fils d'exécution. L'interblocage est l'un des problèmes majeurs dont la résolution nécessite temps et argent. La contribution principale de notre travail est la conception d'un algorithme efficace de détection immédiate des interblocages et l'implémentation de celui-ci dans une machine virtuelle libre. Dans notre mémoire, nous parlons de la structure de forêt d'attente et de la façon de construire, à l'aide de cette structure, les relations d'acquisition et de libération des verrous par les fils d'exécution. Cette structure permet la détection immédiate de l'interblocage. Dans notre travail, le brisement de l'interblocage est réalisé par le soulèvement d'une exception qui pourra être interceptée, une fois l'interblocage détecté. Ce brisement permet aux développeurs de gérer les exceptions liées aux interblocages sans que leurs programmes s'arrêtent. Notre expérimentation avec la version 1.13 de la machine virtuelle Sable VM [GE02] et notre version améliorée en implémentant notre algorithme nous ont montré que notre détection immédiate a un coût nul dans une majorité de cas, et coûte une surcharge de temps d'exécution de 0,04 %à 0,2 % par rapport à la version 1.13 dans les pires des cas testés. Nous avons utilisé la suite de mesures (benchmark) Ashes et nos propres programmes de mesure de performance qui utilisent au maximum les fils d'exécution et les opérations d'acquisition et de libération des verrous. Nos programmes furent développés spécialement pour montrer les coûts additionnels de l'utilisation de notre algorithme. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : fil d'exécution, synchronisation, interblocage, détection immédiate, brisement.

L'énergie électrique occupe un rôle de plus en plus important au sein des réseaux aéronautiques. Cela occasionne une forte émergence de l'électronique de puissance, qui constitue un domaine technologique crucial pour l'obtention de systèmes performants, fiables et compétitifs. Ce mémoire s'inscrit dans une approche d'aide à la conception des architectures de traitement de l'énergie électrique à partir d'éléments de conversion génériques et modulaires. Un recensement des applications des convertisseurs statiques est établi dans le cadre d'un réseau d'avion "plus électrique" afin de délimiter un périmètre structurel des modules de conversion. La modularité de ces éléments ouvre la voie à la segmentation de la puissance et à la redondance qu'il est proposé d'exploiter par la mise en oeuvre de convertisseurs à tolérance de panne, afin d'améliorer la disponibilité opérationnelle des systèmes. Dans cette perspective, plusieurs topologies d'onduleur sont comparées analytiquement et par simulation sur la base d'un modèle multiphysique d'actionneur électrohydrostatique de commandes de vol. Dans le cadre des études expérimentales, les modules de conversion réalisés comprennent en particulier les fonctionnalités appropriées pour mettre en oeuvre un onduleur reconfigurable, dédié à l'alimentation d'une machine synchrone à aimants permanents. Cet onduleur comporte une redondance mutualisée sous la forme d'une quatrième cellule de commutation connectée au neutre de la machine. Enfin, en vue d'étendre le champ d'application de ce module générique, différentes topologies de conversion alternatif-continu sont proposées pour optimiser la gestion de l'énergie par rapport aux solutions traditionnelles. Une comparaison quantitative sur des critères électriques et thermiques permet d'envisager les bénéfices de chaque structure.

Thèse de doctorat : SCIENCES APPLIQUEES : Paris 6 : 1995. / 1 microfiche de 392 images ; 105x148 mm. Microed. du texte dactylogr. 1995PA066246. 81 REF.

Ce travail présente un modèle orienté vers le développement d’un simulateur pour un moteur diesel marin. Dans le but d’avoir un simulateur qui répond aux besoins du moteur étudié au niveau de l’efficacité, la rapidité, et la prise en considération des défauts, le modèle étudié est basé sur des modélisations physiques, semi physique, empirique, mathématique et thermodynamique. Le modèle du moteur est divisé en plusieurs sous-modèles chacun présente un système réel, ces systèmes sont : le refroidissement, la lubrification, l’air, l’injection, la combustion et les émissions. Les sous-modèles et les caractéristiques dynamiques du chaque bloc sont conçus en respectant les équations principales du fonctionnement du moteur ainsi que les données expérimentales collectées du banc d’essai du moteur marin diesel fabriqué par la société SIMB sous la référence 6M26SRP1. Ce modèle a été implémenté sur Matlab/Simulink, et la simulation calcule les variables suivantes : pression, température, efficacité, échange de chaleur, angle de vilebrequin, débit du fuel et émissions, et ceci dans les différentes sous-blocs. Le simulateur est utilisé pour montrer la performance du moteur lors de l’occurrence des défauts et peut aider dans l’application des stratégies d’optimisation pour le dimensionnement, de diagnostic et de pronostic. / This work presents a simulator model of a marine diesel engine based on physical, semi-physical, mathematical and thermodynamic equations, allowing fast predictive simulations. The whole engine system is divided into several functional blocs: cooling, lubrication, air, injection, combustion and emissions. The sub-models and dynamic characteristics of individual blocs are established according to engine working principles equations and experimental data collected from a marine diesel engine test bench for SIMB Company under the reference 6M26SRP1. The overall engine system dynamics is expressed as a set of simultaneous algebraic and differential equations using sub-blocs and S-Functions of Matlab/Simulink. The simulation of this model, implemented on Matlab/Simulink has been validated and can be used to obtain engine performance, pressure, temperature, efficiency, heat release, crank angle, fuel rate, emissions at different sub-blocs. The simulator is used to study the engine performance in faulty conditions, and can be used also to assist marine engineers in FDI (fault detection and isolation) as well as designers to predict the behavior of the cooling system, lubrication system, injection system, combustion, emissions, in order to optimize the dimensions of different components.

La panne de moteur est une situation critique pour la sécurité du vol. L’objectif de cette thèse est d’améliorer la gestion de la trajectoire avion d’urgence dans le cas d’une panne totale de moteur en un certain point de vol alors que l’avion a déjà pris une certaine vitesse et une certaine altitude après le décollage. Dans cette étude, on considère que la trajectoire de vol plané le long d’un plan vertical peut conduire directement à un lieu atterrissage sûr. Les performances d’un avion de transport sont d’abord analysées, et les lieus atteignables sont établis à partir d’une situation donnée initiale. Une fois une zone de sécurité accessible existe le problème qui est abordée ici est de développer un système de guidage qui permet à l’avion d’effectuer une trajectoire faisable vers la zone d’atterrissage. La programmation dynamique inverse est utilisée pour construire en arrière des ensembles de trajectoires faisables vers conditions finales compatibles avec panne de moteur. Afin d’obtenir un dispositif en ligne pour générer des directives efficaces pour le pilote automatique ou le pilote humain (par un directeur de vol), un réseau de neurones est construit à partir de la base de données générée. Ensuite, les résultats de simulation sont analysés pour validation, et d’autres améliorations de l’approche proposée sont prises en considération. / Engine-out is an undoubted critical situation for flight safety. The objective of this thesis is to improve the management of emergency manoeuvres for transportation aircraft once all engines go out at a given point during the flight. Here we consider the evolution of the gliding aircraft along a vertical plane possibly leading directly to a safe landing place. The gliding qualities of standard transportation aircraft are first analyzed and reachable areas from given initial situations are established. Once a safe reachable area exists the problem which is tackled here is to develop design principles for a guidance system which makes the aircraft perform a feasible glide trajectory towards such landing area. Reverse dynamic programming is used to build backwards sets of feasible trajectories leading to final conditions compatible with engine-out landing. To get an on-line device to produce efficient directives for the autopilot or the human pilot (through a flight director), a neural network is built from the generated database. Then simulation results are analyzed for validation and further improvements of the proposed approach are considered

Cette thèse se compose de deux parties indépendantes : une recherche mathématique sur la décision statistique séquentielle et une recherche sur les chaines de Markov et leur application à l'étude des défauts de page en programmation

Cette thèse a pour objectif de définir un système de stockage pair à pair, nommé Us. Le but principal de Us est de garantir la pérennité des données. Pour cela, Us associe un mécanisme de redondance des données à un processus dynamique de reconstruction.<br /><br />Dans un premier temps, nous avons créé un prototype Us et conçu une interface utilisateur, nommée UsFS, de type système de fichiers. Un procédé de journalisation des données est inclus dans UsFS.<br /><br />Ensuite, nous nous sommes intéressés aux distributions de données au sein du réseau Us. Le but de ces distributions est de minimiser le dérangement occasionné par le processus de reconstruction pour chaque pair. Enfin, nous avons étendu notre schéma de distribution pour gérer le comportement dynamique des pairs et prendre en compte les corrélations de panne.

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.

Nous nous intéressons aux systèmes d'informations où les participants (clients et fournisseurs) sont autonomes, c.à.d. ils peuvent décider de quitter le système à n'importe quel moment, et qu'ils ont des intérêts particuliers pour certaines requêtes. Dans ces environnements, l'allocation de requêtes est un défi particulier car les attentes des participants ne sont pas seulement liées aux performances du système. Dans ce contexte, l'insatisfaction des participants est un problème car elle peut les conduire à quitter le système. Par conséquent, il est très important de répondre aux attentes des participants de sorte à ce qu'ils soient satisfaits. Dans cette thèse, nous abordons ce problème en apportant quatre contributions principales. Primo, nous fournissons un modèle pour caractériser la perception des participants par rapport au système et proposons des mesures qui permettent d'évaluer la qualité des méthodes d'allocation de requêtes. Secundo, nous proposons une méthode d'allocation de requêtes, SbQA, qui permet d'équilibrer à la volée les intérêts tant des clients que des fournisseurs en se basant sur leur satisfaction. Tertio, nous proposons $bQA : une version économique de SbQA qui permet de passer à l'échelle en nombre de médiateurs, de participants, et par conséquent, de requêtes traitées. Quarto, nous proposons SbQR : une méthode de réplication de requêtes qui permet de supporter les pannes éventuelles des participants, tout en préservant leur satisfaction.

Dans les modules de puissance à connexion filaire de type wire-bonding (WB), les forts courants commutés (jusqu’à 200A pour une puce de 10x10mm²) imposent de faibles résistances et inductances d’interconnexion pour réduire la chute de tension et les surtensions. Pour cette raison, les concepteurs multiplient les fils de bonding de grand diamètre (jusqu’à 500μm) en parallèle. De plus, quand la surface de puce le permet, les WB sont soudés à au moins deux endroits différents pour améliorer la distribution du courant. A la différence d’un assemblage standard de type WB, dans un module de puissance de type Direct-Lead-Bonding (DLB), la puce et la diode sont généralement brasées d’un côté, via la technique du flip-chip, sur le dissipateur intégré. L’autre face est brasée ou frittée directement sur une broche (ou clip) interne large pour former la maille électrique grâce à une brasure à base d'étain, d’argent et de cuivre (SAC ou Sn-Ag-Cu), très épaisse pour éviter le claquage broche-terminaison de puce. Par conséquent, le DLB peut offrir une surface de contact plus performante sur les plans électrique et thermique que le WB, réduisant ainsi la résistance de contact d’environ 50% selon la bibliographie (d’un facteur dix selon nos simulations électromagnétiques), améliorant la distribution du courant dans les puces et homogénéisant la température au sein du composant. De plus, l’inductance parasite interne peut être atténuée de 57% comparé au WB selon la littérature. Si l’on aborde la dimension sécuritaire, la tenue en surintensité ou I²T d’un module de puissance WB rempli de gel de silicone est faible et procure un effet fusible naturel bien qu’imparfait (mode de défaut circuit-ouvert). Les fils de bonding subissent un phénomène de soulèvement même si leur design n’a pas été pensé dans ce sens. En remplaçant le gel par de la résine époxy, ce comportement se dégrade pour donner un mode de défaut intermédiaire dû à la limitation en température de la résine. A l’inverse, le DLB devrait montrer un très fort I²T et donc, un mode de défaut se rapprochant du court-circuit. Ces travaux proposent une approche innovante sur le thème du design des topologies de conversion sécurisées à tolérance de panne : pourquoi ne pas construire une topologie autour du mode de défaillance intrinsèque d’un module de puissance, au lieu de mettre en place des moyens classiques pour le contrecarrer, i.e. essayer d'isoler systématiquement le défaut avec des fusibles ? Le module de puissance DLB était le candidat idéal pour mettre à l’œuvre notre philosophie. Dans un premier temps, nous avons cherché à comparer les modes de défaillance des deux technologies, WB et DLB, grâce à des essais destructifs d’énergies maîtrisés. Les résistances de défaut, énergies critiques et I²T ont été mesurées sur un banc dédié, de même que des analyses d'endommagements des zones de défaillance ont été réalisées au sein du CNES-THALES Lab de Toulouse par une méthode non intrusive de type Lock-In-Thermography (LIT). Il a été montré que la technologie DLB pouvait présenter une résistance de défaut dix fois plus faible que celle de la technologie WB à même surface de puce et à même énergie de destruction. La présence du clip permet aussi de réduire le gradient thermique dans la région du défaut et de moins contraindre thermiquement l'encapsulant par rapport à la technologie WB. La forte épaisseur du joint de brasure broche – puce garantit aussi une meilleure métallisation par refusion de la zone de perçage et ainsi une résistance de défaut plus faible. Dans un second temps, les modules détruits WB et DLB ont subi des essais d’endurance sur 5 semaines, afin d’éprouver la robustesse et la stabilité de leur résistance de défaut à faible et fort courants. Les résultats montrent clairement la supériorité de la technologie DLB. Par la suite, une campagne de caractérisation thermique (Rth/Zth) des deux technologies WB et DLB a été réalisée sur la base d'un banc développé à cet effet. / In wire-bonding (WB) power-modules, high current commutated by fast power chips (up to 200A on a 10x10mm² chip) implies low resistance and low stray inductance interconnections in order to reduce voltage drop and overvoltage. For this purpose, designers use numerous large-diameter bonding wires (up to 500μm) in parallel. Whenever the die surface is large enough (like IGBTs), bonding wires are soldered at least in two different spots to improve current distribution. Compared to conventional WB structure, inside Direct-Lead-Bonding (DLB) power-modules, chip and diode are generally soldered on one side, using flip-chip method, to the heat spreader. The other side is directly soldered or sintered to the large inner lead (or clip) to form the electrical loop with a thick standard SAC soldering (Sn-Ag-Cu) in order to avoid electrical breakdown between chip and clip. Therefore, DLB would provide a wider bonding area than WB design, reducing the emitter contact resistance by almost 50% in the literature (by a factor of 10 according to our simulation results), improving current uniformity in the chips and thus resulting in a uniform surface temperature distribution inside the device. Besides, DLB internal inductance could be reduced to 57% of wire-bonded modules according to literature. Considering safety aspects, the overcurrent capability of a gel-filled wire-bonding power module is low and provides a natural but imperfect wire-fuse-effect (as an open-failure mode). Lift-offs happen even if WB design is not optimized for it. Replacing the gel with an epoxy resin, this behaviour gets worse and an intermediate failure-mode is reached due to the epoxy temperature limitation. On the opposite, DLB should have a very high overcurrent capability characteristic and thus short-failure mode behaviour. This work offers a quite new approach in the field of fault-tolerant structure design: what if we use the faulty power module in a new way, instead of getting rid of it using classic methods to disconnect it, i.e. systematically isolating the power device using fuses? The DLB power module was the perfect candidate to experience our philosophy. In the first place, a comparison of both technologies has been performed through post-fault-behaviour characterisation using controlled energy failure tests. Post-fault resistances, critical energies and overcurrent capability have been measured on a dedicated test-bench, along with defect localization and analysis through micro-section thanks to the CNES-THALES Lab in Toulouse, using non-intrusive Lock-In Thermography (LIT) method. Failed DLB power-modules have showed post-fault resistances 10 times lower than wire-bonded power-modules with the same die size and the same destruction energy. The clip also reduces temperature gradient around the defect location and thus, releases the resin’s thermal constraints compared to WB technology. The very thick solder joint between clip and chip ensures a better metallic reforming and therefore a less resistive post-fault resistance. In the second place, faulty power modules under low and high destruction energy, both WB and DLB, have been tested during 5 weeks for durability and robustness. Results clearly show DLB supremacy. Then, a long campaign of thermal characterization of both designs (Rth/Zth) has been carried out thanks to another dedicated bench. We have proposed a new heating technique setting the die in its linear mode, which avoids using a high current power supply. We have modelled both designs using COMSOL Multiphysics in order for them to be simulated and compared in terms of thermal resistance and impedance, electrical resistance and inductance. The DLB thermal diffuser effect has been analysed. Thermal resistances are very similar (~0,13°C/W) meanwhile, surprisingly, WB is better than DLB in terms of thermal impedance with a maximum difference of 20% at 0.1s.