EN: There is an industrial need for new technologies that can manipulate objects in the micrometric scale (1-1000 μm). In this thesis, an original non-contact actuation technique for the manipulation of microscale objects is proposed. The proposal is to use laser-induced thermocapillary convective flows to manipulate particles at the fluid/gas interface. These flows are generated when a surface tension stress is generated at the fluid/gas interface due to a thermal gradient. Laser heating is used because the generated thermal gradients produce fast, localized flows that improve the actuation performance. The particles are manipulated at the interface because the flow generated there is the fastest in the entire fluid. To ensure the precise positioning of a particle, closed-loop controllers are implemented in the system which are designed based on models proposed for the system. Experimental tests are performed that show that positioning precision can be ensured. In addition, the interaction forces between particles have been studied which is a preliminary step towards parallel manipulation. To counteract those forces during the manipulation, a different control strategy has been proposed, implemented and tested using simulations. Overall, the results obtained are comparable to the ones obtained with the other techniques. Therefore, the proposed technique can be considered as an attractive alternative that offers different advantages and disadvantages. FR: Il existe un besoin industriel croissant de nouvelles technologies capables de manipuler des objets à l’échelle micrométrique (1-1000 μm). Dans cette thèse, une technique originale d’actionnement sans contact pour la manipulation d’objets à l’échelle micrométrique est proposée. Elle est basée sur les écoulements thermocapillaires convectifs induits par un laser pour manipuler des particules à l’interface fluide/gaz. Le laser chauffe localement la surface de l’eau, ce qui induit un gradient de tension de surface. Ce gradient génère un écoulement fluidique. Ces écoulements sont rapides et localisés, ce qui confère des performances intéressantes à cette technique d’actionnement. Les particules sont manipulées à l’interface fluide/gaz, où l’écoulement généré est le plus rapide.Pour assurer le positionnement précis d’une particule, des contrôleurs en boucle fermée sont implémentés dans le système. Ils sont basés sur les modèles développés dans cette thèse. Des essais expérimentaux montrent que le positionnement précis de particules peut être assuré. De plus, les forces d’interaction entre des particules placées à l’interface ont été étudiées, et une stratégie de contrôle a été proposée, en vue de la manipulation en parallèle de plusieurs particules. Tant les études analytiques et les simulations numériques que les tests expérimentaux soulignent l’intérêt des écoulements thermocapillaires convectifs pour la manipulation contrôlée d’objets micrométriques. Cette technique est donc une alternative prometteuse aux approches classiques d’actionnement sans contact. / Doctorat en Sciences de l'ingénieur et technologie / info:eu-repo/semantics/nonPublished

MYRRHA, a Multi-purpose hYbrid Research Reactor for High-tech Applications is currently under development at the Belgian nuclear research center SCK•CEN. It is the first prototype of a nuclear reactor driven by a particle accelerator in the world. Lead-Bismuth Eutectic (LBE) has been selected as spallation neutron source and as primary reactor coolant. Oxygen control strategy has been defined to mitigate undesirable liquid metal corrosion occurring between the steel surface of the main components of MYRRHA and the LBE itself. The development of a reliable oxygen sensor and control device beyond the state-of-the-art for operation in the conditions foreseen in MYRRHA are therefore crucial. A potentiometric oxygen sensor based on the use of yttria partially stabilized zirconia as solid electrolyte combined respectively with air/perovskite oxides, Cu/Cu2O, In/In2O3 or LBE/PbO reference electrode has been developed and operated successfully between 200 and 450 °C in oxygen saturated LBE overcoming the operating temperature limit of previously used Bi/Bi2O3 and air/Pt reference electrode oxygen sensors being of 280 °C and 300 °C approximately.An electrochemical oxygen pump based on the use of yttria partially stabilized zirconia as solid electrolyte and air/Lanthanum Strontium Manganite electrode has been tested both to add and extract oxygen from LBE. The oxygen addition might be limited by the oxygen reduction kinetics at the air/LSM side while, the oxygen extraction is limited at high oxygen potential by the diffusion of oxygen ions through the solid electrolyte and at low oxygen potential by the oxygen diffusion in the liquid LBE. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Doctorat en sciences appliquées / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Doctorat en sciences appliquées / info:eu-repo/semantics/nonPublished

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This PhD thesis addresses the development of novel computational methods for designing modular structures i.e. structures composed of the assembly of identical components called modules. Current methodologies tackle this challenge by implementing topology optimization of the module but their efficiency is limited by the performance deterioration when numerous modules are used in the structure. In this work, the design of lightweight modular structures is addressed by simultaneously optimizing the topology of the modules and their respective position in the structure. This contribution also includes a novel strategy that reconciles lightness, structural performance, and constructability (i.e. fabrication and erection phases) by incorporating module rotations as additional design variables. To ensure the practical applicability of the proposed approach, stability is included to provide meaningful solutions that are globally stable and resist local buckling. For this purpose, global stability constraints using linear prebuckling are adopted, while local stability is formulated based on Euler buckling and properties of standard profiles obtained from commercial catalogues. / Doctorat en Sciences de l'ingénieur et technologie / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Doctorat en sciences appliquées / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les tests de dispositifs de communication sans fil peuvent être réalisés en utilisant des simulations numériques ou des sondeurs de canaux. Bien que ne reflétant pas un environnement électromagnétique réaliste, une chambre réverbérante peut néanmoins émuler un canal de propagation comparable à un cas réel si l'on modifie convenablement ses propriétés. Les propriétés des signaux générés dans une chambre réverbérante sont fonction de différents paramètres. Au cours des trois années de thèse, nous avons analysé et mis en oeuvre plusieurs techniques pour mesurer et contrôler ces paramètres à l'intérieur d'une chambre réverbérante. D'abord, différents estimateurs du facteur K sont testés et leurs propriétés sont évaluées. Nous présentons les limites de fonctionnement utiles dans lesquelles différents estimateurspeuvent être utilisés. Ensuite, nous proposons deux nouveaux estimateurs qui utilisent comme données d'entrée seulement l'enveloppe du signal. Ils apportent en outre des améliorations sur la gamme des valeurs détectables du facteur K. Une des possibilités pour contrôler un canal de propagation à l'intérieur d'une chambre réverbérante est d'utiliser des matériaux absorbants. Nous présentons une méthode pour estimer la surface équivalente moyenne d'absorption en utilisant une seule antenne. Cette méthode exploite la mesure de la bande de cohérence du canal de propagation. Ensuite, nous étendons notre analyse à la prédiction de la surface équivalente moyenne d'absorption lorsqueles dimensions géométriques et les propriétés électromagnétiques des absorbants sont connues. On crée ensuite un modèle de canal de propagation en exploitant les régimes transitoire et permanent du signal. Avec ce modèle, selon les informations disponibles, on peut extraire le facteur K, la surface équivalente moyenne d'absorption et différents paramètres temporels (i.e., profil de l'étalement des retards). Nous poursuivons avec deux applications possibles des chambres réverbérantes. Tout d'abord, on évalue le gain d'une antenne à partir de mesures du coefficient de réflexion decette antenne. Nous étendons notre analyse à l'évaluation du diagramme de rayonnement de l'antenne et de son erreur d'estimation. Nous estimons aussi la désadaptation de l'antenne et son ouverture à 3 dB. La deuxième application porte sur l'évaluation du gain de diversité dans la chambre réverbérante. Nous isolons les influences des efficacités des antennes, des puissances des composantes brassées, et des facteurs K sur l'évaluation du gain de diversité.On obtient une relation simple de la corrélation de puissance en fonction de la corrélation complexe lorsque les facteurs K sur différents branches ne sont pas identiques. Nous montrons que lors d'un fort déséquilibre de facteur K il est impossible de conclure sur le gain de diversité à partir de la seule évaluation de la corrélation d'enveloppe ou de puissance. À l'aide de simulations statistiques on compare le gain de diversité mesuré avec les valeurs simulées.

Dans cette thèse, nous nous intéressons à la recherche d'architectures fiables pour les circuits logiques. Par "fiable", nous entendons des architectures permettant le masquage des fautes et les rendant de ce fait "tolérantes" à ces fautes. Les solutions pour la tolérance aux fautes sont basées sur la redondance, d'où le surcoût qui y est associé. La redondance peut être mise en oeuvre de différentes manières : statique ou dynamique, spatiale ou temporelle. Nous menons cette recherche en essayant de minimiser tant que possible le surcoût matériel engendré par le mécanisme de tolérance aux fautes. Le travail porte principalement sur les solutions de redondance modulaire, mais certaines études développées sont beaucoup plus générales.

Le recyclage des produits et matériaux est en plein essor depuis quelques années, non plus seulement pour des raisons économiques mais aussi pour des raisons écologiques. Les législations ayant été mises en place obligent les industriels à recycler leurs produits. Ainsi sommes-nous en train de passer d'une société industrielle fortement dissipatrice en matières premières à une société basée sur le recyclage (Mathieux, 2002). En termes logistiques, cette évolution sociétale donne lieu à un flux grandissant de matières du consommateur au producteur : les flux inverses. Nous voulons nous intéresser au cas où le producteur est confronté à un retour de ses propres produits, en quantités variables. Ce flux retour, en s'ajoutant au flux de production initial, perturbe et complique la gestion classique des stocks (stocks en excès) et de la production (DeCroix et al., 2005). L'objectif de cette thèse est alors de proposer des modèles de gestion des stocks qui intègrent des flux inverses. Sur ces modèles, nous rechercherons des stratégies performantes d'approvisionnement des stocks qui prennent en compte les flux inverses (aléatoires), et ce a¯n de réduire le coût global du système. Par ailleurs, et au delà de la recherche de ces stratégies d'approvisionnement, une part importante de nos contributions réside dans les études numériques qui seront menées sur nos modèles a¯n de tester la validité, l'utilité ou la pertinence de certaines hypothèses.