In der vorliegenden Arbeit wird die Massenbilanzierung einer Wirbelschicht-granulierung implementiert. Durch die umfangreiche Instrumentierung eines Laborgerätes zum Wirbelschichtgranulieren im Top-Spray-Verfahren (Glatt GPCG 1.1, Binzen, Deutschland) ist es möglich, die relative Luftfeuchte, die Temperatur und den Absolutdruck der Frischluft sowie der Abluft und ferner den Luftvolumenstrom zu messen. Die Berechnung der Dichten der feuchten Luft ermöglicht den Übergang zu Massenströmen von Luft und von Wasser. Aus der Differenz von in die Anlage eingebrachtem und herausgefördertem Wasser wird auf die aktuelle Masse an Wasser im Granulationsansatz geschlossen. Voraussetzung für eine derartige Massenbilanzierung ist dabei eine sehr präzise Bestimmung sämtlicher relevanter Parameter. Die relative Luftfeuchte wird mit kapazitiven Feuchtesensoren gemessen, die einem neu entwickelten Kalibrierverfahren unterzogen werden. Da das Ansprechverhalten der Feuchtesensoren einen kritischen Prozeßparameter darstellt, werden Vergleichsmessungen mit akustischen Feuchtesensoren durchgeführt. Die Messung des Volumenstroms erfolgt durch ein ungedämpftes Flügelradanemometer. Zur Kalibrierung dieses Sensors werden mit einem Hitzedrahtanemometer Strömungsprofile in einer Einlaufstrecke bei verschiedenen Volumenstrombedingungen aufgenommen. Aus der Integration der Strömungsgeschwindigkeit über den Rohrquerschnitt wird der aktuelle Volumenstrom ermittelt. In der gesamten Anlage herrschen stets turbulente Strömungsverhältnisse. Voraussetzung für die Massenbilanzierung ist, dass im Bereich der Feuchtemessstellen sämtliches Wasser gasförmig vorliegt, da Kondensat nicht von den Feuchtesensoren erfasst wird. Durch Messung der Rohrwandtemperatur und Berechnung der Taupunkttemperatur der Abluft kann eine Kondensation von Wasser an der Stelle der Abluftfeuchtemessung ausgeschlossen werden. Durch Anwendung der Massenbilanzierungsrechnung kann gezeigt werden, dass der Wassergehalt im Granulationsgefäß im Verlauf der Sprühphase kontinuierlich ansteigt, um während der Trocknungsphase in drei Trocknungsabschnitten wieder auf den Ausgangswert zurückzugehen. Mit dieser Arbeit werden die Voraussetzungen für die umfassende Steuerung von Wirbelschichtgranulationsanlagen sowie der darin stattfindenden Granulationsprozesse gelegt. / The aim of the present work was the implementation of a mass balance of a fluidized bed granulation process. By the use of an extensive instrumentation of a laboratory-scale fluidized bed granulator that operates with a top-spray methode (Glatt GPCG 1.1, Binzen, Germany) it is possible to measure the relative humidity, the temperature and the absolute pressure of the fresh as well as of the outlet air and in addition the volume flow. The calculation of the density of moist air allows the transfer to mass flows of air and of water. The current mass of water inside the granulation chamber is gathered by the difference of water transferred into and transported out of the granulator. The very precise determination of all relevant parameters is a prerequisite for such a kind of mass balance calculation. The relative humidity is measured with capacitive humidity sensors, which were subjected to a newly developed calibration methode. As the response time of the humidity sensors is a crucial process parameter, reference measurements with acoustic humidity sensors are conducted. The measurement of the volume flow of the fresh air is realized by an undamped propeller-type flowrate meter. For the calibration of this sensor air flow velocity profiles inside the tube are recorded with a hot-wire anemometer under several constant volume flow conditions. The integration of the air flow velocity over the whole tube cross section results in the effective volume flow. Turbulent flow is observed throughout the machine at each point of time. As condensed water can not be recorded by the sensing elements, it is a precondition for the mass balance calculation that the complete mass of water is in its gaseous state at the zone of the humidity sensors. By temperature-measurements at the wall of the tubes and the calculation of the dew point of the outlet air a water-condensation at this region can be excluded. By application of the mass balance calculation it can be shown that the mass of water inside the granulation vessel increases continuously during the spraying phase, to return to the initial value during three different drying stages. The results presented in this thesis provide the prerequisites for a comprehensive control system for fluidized bed granulators as well as the according granulation processes.

Die Fließeigenschaften von Schüttgütern spielen in vielen Industriezweigen eine entscheidende Rolle. Dies gilt speziell für die pharmazeutischen Industrie wo sie als Anfangs-, Zwischen- und Endprodukt vorkommen. Dort werden sie meist in Silos gelagert und müssen so durch Röhrensysteme fließen um verarbeitet zu werden. Dabei tritt das Problem der Brückenbildung häufig auf. Der Auslauftrichter stellt eine neue Methode dar, die Fließeigenschaften und speziell die Brückenbildung von Pulvern zu untersuchen. Das zu untersuchende Pulver wird in einen verschließbaren Trichter ohne angesetztes Rohr eingefüllt. Nach der Öffnung des Verschlusses fließt ein kohäsives Pulver wegen der Brückenbildung nicht aus dem Trichter. Dabei bestimmen die interpartikulären Kräfte die Stärke und die Dimensionen der Brücke. Es wird daher angenommen, dass eine Messung der zur Zerstörung der Brücken notwendigen Kräfte Rückschlüsse auf den Ort der Brückenbildung und der Fließeigenschaften des Schüttgutes erlaubt. Die Untersuchung der Brückenbildung mit dem modifizierten Auslauftrichter zeigte, dass die Brücken, die den Pulverfluss behindern, nur im unteren Viertel des Trichters auftreten. Diese Brücken können durch ein spezielles Rührwerkzeug zerstört werden und damit ein Pulver zum Ausfließen bringen. Die Messung des notwendigen Drehmoments lässt Rückschlüsse auf die Kohäsion des Pulvers zu. Während der Messung korrelieren der Drehmoment-Anstieg und -Abfall mit dem pulsierenden Ausflussverhalten der Pulver. Auch sehr langsame Rotationsgeschwindigkeiten können ein Pulver zum Ausfließen bringen. In einem Bereich von 0,5 bis 3 U/min ist ein fast linearer Zusammenhang zwischen Rotationsgeschwindigkeit und Ausflusszeit zu beobachten. Eine weitere Zunahme der Rotationsgeschwindigkeit führt aber nicht zu einer weiteren Verkürzung der Ausflusszeiten. Nach einer mathematischen Aufbereitung der Messkurven bei 10 bis 20 U/min konnte eine Korrelation zwischen der Umdrehungsgeschwindigkeit und dem Drehmoment gefunden werden. Ein bereits entwickelter Auslauftrichter war jedoch nicht in der Lage neue und für diese Arbeit relevante Fragen zu beantworten, da die Messtechnik und die Auflösung der Messsignale unzureichend war. Daher wurden zunächst einige technische Veränderungen vorgenommen. Am Ende jedoch musste der Auslauftrichter komplett neu aufgebaut werden. Um leichter reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten war es notwendig die Messungen unter klimatisierten Bedingungen (relative Feuchte und Temperatur) durchzuführen. Speziell die Feuchtigkeit hat einen entscheidenden Einfluss auf das Ausflussverhalten. Es wurde überprüft, ob die Rotationsgeschwindigkeit einen Einfluss auf das maximale Drehmoment zur Brückenzerstörung hat. Versuche zeigten jedoch, dass ein derartiger Zusammenhang nicht besteht. Das lawinenartige Fließen des Pulvers bei langsamen Rotationsgeschwindigkeiten warf die Frage auf, ob die Höhe der Massepeaks vom Rührwerkzeug abhängt. Ein Experiment konnte jedoch zeigen, dass ein derartiger Zusammenhang nicht besteht, wenn die Rührer eine Mindestgröße besitzen. Bis zu dieser Höhe ist die entleerte Masse proportional zum Volumen welches der Rührer als Rotationskörper besitzt. Es wird daher angenommen, dass diese Höhe mit der Brückenbildungszone identisch ist. Abschießend sollte untersucht werden, wo genau und wie stark die Brücken sind. Nach dem mathematisch physikalischen Zusammenhang, der anhand einer idealviskosen Flüssigkeit überprüft wurde, ergibt sich eine Abhängigkeit des Drehmoments von der dritten Potenz der Länge der Rührelemente. In Bezug auf diesen Zusammenhang wurden die Ergebnisse der Messungen von Starch® 1500 und als weitere Substanz Prosolv® SMCC 50 untersucht. Betrachtet man hierbei die Drehmomentmaxima so ist der relative Anstieg des Drehmomentes in der Brückenzone am größten. Pulver oberhalb der Brückenzone zeigt dabei das Verhalten einer idealviskosen Flüssigkeit. / Powder flow properties are very important for many industries. Especially in pharmaceutical technology where powders are used as starting, intermediate and final products. They are mostly stored in hoppers and have to flow through funnels or tubes when processed. In this case arching is the problem occurring most often. The outflow-funnel is a new method of examining powder flow properties and especially arching. The powder to be characterised is filled into a funnel with a closable outlet which has no attached tube. Owing to arching a cohesive powder will not flow out after opening the funnel. The interparticular forces determine the strength and the thickness of the arches. Therefore it is assumed that measuring the forces needed to destroy these structures should allow for a simple characterisation of the height of the arches as well as the flow properties of powders. The examination of arching with the outflow-funnel showed, that the arches, which inhibit the flow of powder, occur at the lower quarter of the funnel only. These arches can be destroyed by a special stirrer which allows the powder to flow out of the funnel. Measuring the necessary forces (torque) leads to information about the cohesion of the powder. During measuring increasing and later decreasing forces correlate with a pulsating flow of the powder out of the funnel. Even a very slow rotating stirrer is able to bring the powder to flow. At a range of 0.5 to 3 rpm an almost linear connection between rotation speed and time of outflow occurs. But a further increase of rotation speed must not lead to a shorter time of outflow. With a mathematical transformation of the resulting curves a correlation between torque and forced flow was shown at a rotation speed between 10 and 20 rpm. An afore investigated outflow funnel could not be used to answer the new and different questions of this work because it had several limitations as regards measuring techniques. Therefore some technical modifications were necessary at the beginning of the work. At last the outflow funnel had to be completely reconstructed. The ability to measure under humidity and temperature conditioned atmosphere was key to get results which can be reproduced easily. Especially humidity has a substantial influence on flow behaviour. The question was investigated, if the rotation speed has an influence on the maximum torque needed to destroy the arches. Experiments showed, that no such connection exists. The flow like an avalanche of the powder at slow rotation speeds brought up the question if the height of the mass peaks depends on the art of the stirrer. An experiment showed, that there is no difference in the mass peaks when the stirrers exceed a definite height. Up to this critical height the mass of powder that leaves the funnel is proportional to the volume of the stirrer considered as a rotation body which seems to corroborate the fact that this zone is identical with the zone of arching. The last question to answer was where exactly the arches build up and how strong they are. As to the mathematical and physical context, which was proved with a liquid of ideal viscosity, a dependence of the torque, on the third power of the length of the stirrer bars, was found. Referring to this connection, the results of measuring Starch® 1500 and Prosolv® SMCC 50, as an additional other substance, were evaluated. Looking at the torque maximums the relative increase of torque in the zone of arching was greater than elsewhere. Powder above the zone of arching behaves like a liquid of ideal viscosity.

Reconnue dans deux gisements du sud-ouest de la France, le Roc-de-Combe et le Piage, l'interstratification entre des niveaux châtelperroniens et aurignaciens constitue la seule preuve directe d'une longue coexistence des derniers néandertaliens et des premiers hommes anatomiquement modernes en Europe occidentale. La première partie de ce travail a consisté à tester la validité de la séquence archéologique de ces deux sites. Basée sur une analyse taphonomique des vestiges lithiques la composant, elle a conduit à la remettre en cause. Cette même analyse a permis de mettre en évidence des zones bien conservées dans chacun des ces deux gisements. Une étude typo-technologique, menée sur les ensembles aurignaciens ainsi individualisés, permet de proposer que, si la séquence du Roc-de-Combe est classique pour le nord de l'Aquitaine, celle du Piage montre, entre Châtelperronien et Aurignacien, une industrie présentant des caractéristiques inédites pour le nord de l'Aquitaine. Ces résultats incitent à rediscuter la validité des principaux modèles tentant de rendre compte de la transition du Paléolithique moyen au Paléolithique supérieur.

Cette synthèse porte sur les travaux que j'ai effectués depuis la thèse de PhD en Sciences Cognitives que j'ai réalisée au sein de l'Institute of Educational Technology de l'Open University (Grande-Bretagne) et que j'ai soutenue en janvier 1990. Elle correspond pour l'essentiel aux recherches menées depuis mon entrée au CNRS sur un poste de chargé de recherche (CR1) en octobre 1990 jusqu'à la fin de l'année 2003.<br />En guise de préambule, dans la section intitulée « Parcours », je retrace brièvement mon développement intellectuel en tant que chercheur en sciences humaines à travers les différentes disciplines, milieux intellectuels, pays et cadres institutionnels.<br />Le Chapitre 1, « Cadre général des recherches sur la co-élaboration des connaissances dans les dialogues entre apprenants », situe mes travaux dans le cadre des problématiques de recherches sur l'apprentissage coopératif et sur les dialogues finalisés. <br />Les Chapitres 2 à 5 présentent les quatre thèmes de recherche principaux que j'ai abordés depuis une dizaine d'années. Ils correspondent d'une part, à l'étude de différents processus cognitifs mis en œuvre dans les dialogues oraux entre apprenants, et d'autre part, à une recherche sur ces mêmes processus tel qu'ils se réalisent dans un médium spécifique, celui des interactions écrites médiatisées par ordinateur. Les thèmes de recherche étant étroitement liés dans leur mise en œuvre et par le terrain ou corpus sur lequel ils sont abordés, l'ordre de présentation ne correspond que partiellement à l'ordre chronologique de la réalisation des recherches.<br />Le Chapitre 2, « Les formes et processus de la résolution coopérative de problèmes », décrit un cadre théorique original que j'ai élaboré pour l'étude des situations qui visent l'apprentissage coopératif. Il s'agit en premier lieu d'une recherche sur les formes générales de l'activité coopérative, et en second lieu, d'une recherche portant sur les processus de co-élaboration des connaissances et des actes de langage qui y sont associés, étudiés en tant qu'une négociation multidimensionnelle. Il se trouve que la première recherche n'a abouti que très récemment, alors que la seconde est directement issue de mes recherches doctorales.<br />Le Chapitre 3, « L'argumentation dialoguée dans les interactions entre apprenants », aborde une manifestation particulière des processus potentiellement productifs de connaissances nouvelles, celle de l'argumentation dialoguée, mise en œuvre dans les interactions entre apprenants. De nouvelles méthodes d'analyse adaptées à cet objet d'étude, fondées sur des extensions des logiques dialogiques, y sont présentées.<br />Le Chapitre 4, « L'explication dans les dialogues finalisés », aborde une recherche menée en collaboration avec des chercheurs en intelligence artificielle sur des corpus de dialogues finalisés (dialogues de recherche d'informations et de diagnostic médical), en vue de concevoir des modules de dialogue personne-machine dans les Systèmes à Base de Connaissances.<br />Le Chapitre 5, « Les interactions médiatisées par ordinateur dans le cadre des environnements Informatiques d'Apprentissage Coopératif », retrace un programme de recherche, mené en collaboration avec des collègues de l'UMR 5612 GRIC, puis de l'UMR 5191 ICAR, pendant sept ans, sur la conception et l'étude des usages des interfaces qui permettent une interaction écrite à travers un réseau informatique (Intranet, Internet). L'objectif général est d'étudier les relations entre les différentes manières dont la technologie peut structurer à la fois les moyens de communication et la réalisation des séquences de tâches, et la nature des interactions produites par des apprenants avec ces technologies pour résoudre collectivement des problèmes scientifiques scolaires. Dans ce cadre, la recherche porte tout particulièrement sur l'étude des phénomènes abordés lors des recherches décrites dans les chapitres précédents : les formes de l'activité coopérative, la co-élaboration des connaissances, l'argumentation dialoguée, les interactions explicatives. <br />Enfin, le dernier chapitre présente des conclusions et perspectives de recherche, qui ont pour objectif de contribuer à l'élaboration d'une théorie de l'émergence de cognition dans et par le dialogue.<br />Une annexe est jointe à cette synthèse : il s'agit d'une présentation courte des notions d'interaction, d'interaction communicative et de dialogue, d'un point de vue cognitif.

Cette thèse s'articule autour du concept "système de vision à base de rétine électronique". Le travail de cette thèse porte plus particulièrement sur la conception et la réalisation d'un capteur d'image CMOS logarithmique avec une fonction de compensation on-chip du BSF (Bruit Spatial Fixe). Les expériences récentes montrent qu'un capteur d'image ayant une réponse logarithmique, similaire à celle de l'œil humain, est très adapté pour des applications de vision. Cette réponse logarithmique donne non seulement un signal image directement proportionnel au contraste optique mais aussi une plage dynamique de fonctionnement très étendu liée à la compression opérée par la fonction logarithmique.<br />L'un des principaux problèmes dans un capteur d'image logarithmique, est le BSF. Ce bruit réduit la qualité de l'image et limite l'utilisation de ce type de capteur dans des applications de vision. Dans cette thèse, nous avons exploré une structure radicalement différente de celle utilisée par beaucoup d'autres chercheurs : utilisation d'une photodiode en mode photovoltaïque plutôt qu'en mode photoconducteur. Cette photodiode combinée avec un transistor d'initialisation permet de générer un signal de référence noir dans n'importe qu'elle condition lumineuse. Cette nouvelle approche ouvre la voie à une compensation on-chip du BSF simple et efficace. Ce photorécepteur a été intensément étudié dans cette thèse. Un circuit prototype a été conçu et fabriqué dans une technologie CMOS standard 0,8um via le service CMP français. Il a été entièrement testé et caractérisé. Le résultat expérimental a non seulement validé les prédictions théoriques mais aussi a démontré une bonne qualité de l'image et aussi une bonne sensibilité en condition de faible illumination. Certains problèmes de conception et phénomènes électriques ont été également étudiés dans cette thèse. Des solutions proposées à ces problèmes peuvent être intéressantes pour les concepteurs et les chercheurs dans ce domaine. A la fin, quelques questions en suspens sur le capteur d'image logarithmique ont été soulignées et des directions de recherche correspondantes ont été précisées.

NIL

Dans un contexte technologique où le degré d'intégration des circuits en micro et optoélectronique est de plus en plus fort, il apparaît nécessaire aux concepteurs de ces circuits de disposer d'outils de simulation complets permettant non seulement d'étudier le fonctionnement des différents éléments constitutifs des sous-systèmes qu'ils réalisent, mais également d'évaluer les performances globales de l'ensemble. Ce travail de thèse porte sur l'élaboration de modèles de composants optoélectroniques en utilisant le langage VHDL-AMS, langage particulièrement bien adapté à la modélisation de systèmes multi-domaines en intégrant les différentes contraintes: l'électronique, l'optique, la thermique ou la mécanique. Ce langage offre aussi la possibilité de modéliser à différents niveaux d'abstraction un même système. Notre travail se situe dans le contexte du projet SHAMAN, dont le but était de modéliser chaque composant d'un microsystème opto-électronique à haut débit, courte distance et à fortes interactions thermiques et mécaniques. La mise en œuvre d'une méthodologie de modélisation hiérarchique permettant de commuter entre deux conceptions ascendante et descendante amène à des solutions optimales en termes de performances, de coût et de temps de conception: ceci en ré-utilisant des composants virtuels dont l'utilisation est régie par des règles de propriétés intellectuelles (IP).

Cette thèse souhaite examiner le rapport entre les mécanismes sociaux favorisant l'innovation et le thème du développement durable appliqué aux modes de consommation dans le secteur des télécommunications. A partir d'observations de terrain et d'une étude de textes de référence, selon une démarche inductive consistant à opérer en parallèle à un découpage de la réalité observable par échelles d'observation, en resserrant l'analyse à un niveau microsocial, les résultats de la thèse mettent en évidence l'essor de problématiques liées aux comportements et représentations préexistant ou se construisant avec l'arrivée d'innovations environnementales dans l'espace domestique.

La surveillance est un concept central en soins infirmiers et ce, particulièrement à l’unité des soins intensifs. S’assurer que la condition du patient demeure stable ou s’améliore tout en assurant une surveillance continue est en fait la principale raison d’admission dans ce type d’unité. L’aménagement physique d’une unité de soins intensifs se compose typiquement d’un poste central et de lits ou chambres disposés autour de celui-ci. Au poste central se trouvent des moniteurs permettant aux infirmières de surveiller à distance la condition clinique des patients. La technologie, bien qu’étant considérée comme un outil essentiel dans la prestation des soins, peut donc limiter les contacts directs avec les patients. En effet, il est facile pour une infirmière de se fier aux données en évidence sur les moniteurs pour évaluer la condition d’un patient et ce, sans se rendre au chevet de celui-ci. Nous avons réalisé une ethnographie compte tenu de l’utilité de cette approche dans l’examen des pratiques d’une population donnée, à savoir le personnel infirmier exerçant aux soins intensifs. Elle nous a permis de saisir comment les infirmières exerçant dans ce milieu de soins incorporent la technologie dans leurs activités quotidiennes de surveillance des patients. Nous avons ensuite examiné dans quelle mesure ces activités contribuent à un processus d’objectivation de la personne, notamment lorsque celle-ci est inconsciente. Ce projet de recherche s’appuie sur le plan théorique sur les travaux de Giorgio Agamben, développés à partir de l’expérience humaine en camps de concentration. Les concepts d’état d’exception et de vie nue, en particulier, retiennent notre attention afin de théoriser certains processus infirmiers en lien avec la technologie aux soins intensifs. Ce choix théorique pour le moins radical repose sur la possibilité de comprendre une unité de soins intensifs en tant que version atténuée d’un espace au cœur duquel l’état d’exception peut être compris. Les résultats de cette étude montrent que les infirmières à l’unité des soins intensifs sont dépendantes de la haute technologie à leur disposition lorsqu’elles soignent leurs patients. Cependant, elles font valoir l’importance de leur rôle au chevet de la clientèle souffrant de conditions de santé instables. Les infirmières se montrent toutefois hésitantes quant à leur implication auprès des patients en fin de vie, notamment dans le processus de prise de décision. Selon notre cadre théorique, les infirmières affirment respecter la dimension bios de la personne malade, c'est-à-dire la façon dont celle-ci décide de vivre, guidée par ses valeurs, ses opinions, ses droits et sa liberté. Cela entraîne toutefois certains conflits avec des membres de l’équipe médicale qui ont des représentations autres des patients, représentations qui s’accordent davantage avec la dimension zoé dont discute Agamben. En dépit de ces différences, il convient de noter que la technologie avancée joue un rôle primordial dans la manière dont ces représentations se développent et influencent les dynamiques entre le personnel soignant, les patients et les familles.

Les réseaux sans fil maillés (Wireless Mesh Networks) sont considérés comme l'une des solutions les plus prometteuses pour améliorer la couverture réseau et accroître le nombre de clients partageant un accès sans fil à large bande (Wireless broadband access). L'introduction des systèmes de communication sans fil à antennes multiples appelés communément MIMO au niveau de la couche physique des réseaux WMNs permet d'élever les performances en termes de débit maximal et ainsi supporter un plus grand nombre de clients. Ceci dit, l'absence d'un algorithme ordonnancement et d'activation de liens au niveau de la couche d'accès au support partagé (MAC) pour un réseau sans fil maillé basé sur des liens MIMO résulte en des inégalités entre les clients en termes de débit de transmission et conduit par conséquent à des faibles performances du système. Dans le but d'éviter cela, ce travail propose un algorithme d'ordonnancement et d'activation de liens pour les réseaux sans fil maillés basé sur des liens MIMO. L'ordonnanceur assure une équité entre les noeuds du réseau, améliore l'efficacité spectrale et le débit maximal atteint par le réseau. Les simulations présentées démontrent que l'algorithme proposé permet de réaliser un débit plus élevé qu'une solution d'ordonnancement opportuniste basé sur une méthode d'accès par multiplexage temporel (TDMA). En le comparant à la recherche exhaustive qui constitue la solution théorique (non pratique) et optimale au problème d'ordonnancement considéré, il s'est avéré que notre algorithme d'ordonnancement permet d'atteindre un débit proche du débit réalisé par la recherche exhaustive malgré que la complexité algorithmique de cette dernière soit beaucoup plus élevée que celle de notre solution. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Algorithmes d'ordonnancement, Réseaux sans fil maillés, Systèmes de communication sans fil MIMO, Capacité de Shannon, Simulation des réseaux.