In recent years, new visualisation techniques and devices, such as remote visualisation and stereoscopic displays, have been developed to help researchers. In a remote visualisation environment the user may want to see visualisation on a different device, such as a PDA or stereo device, and in different circumstances. Each device needs to be configured correctly, otherwise it may lead to an incorrect rendering of the output. For end users, however, it can be difficult to configure each device without a knowledge of the device property and rendering. Therefore, in a multiple user and multiple display environment, to obtain the correct display for each device can be a challenge. In this project, the focus on investigating a solution that can support end users to use different display devices easily. The proposed solution is to develop an application that can support the ad-hoc use of any display device without the system being preconfigured in advance. Thus, end users can obtain the correct visualisation output without any complex rendering configuration. We develop a client-server based approach to this problem. The client application can detect the properties of a device and the server application can use these properties to configure the rendering software to generate the correct image for subsequent display on the device. The approach has been evaluated through many tests and the results show that using the application is a useful in helping end users use different display devices in visualisation.

Les piles à combustible, dont l'efficacité énergétique est potentiellement supérieure à celle des meilleures batteries Li-ion actuellement proposées sur le marché, laissent entrevoir des autonomies considérables pour les appareils nomades. Un des objectifs à atteindre pour leur commercialisation est la gestion de l'eau. Le travail de cette thèse s'intègre dans cette problématique. Il a pour but premier d'étudier l'influence de différents paramètres aussi bien environnementaux (température, humidité relative,...) que structuraux (épaisseur du collecteur cathodique, couche de diffusion à la cathode, packaging,...) sur la gestion de l'eau afin de proposer des solutions permettant de gérer l'assèchement ainsi que le noyage d'une micropile à combustible. Une des particularités des micropiles étudiées ici est qu'il s'agit de pile dite à respiration, c'est-à-dire utilisant directement l'oxygène de l'air comme comburant. Il ressort de cette étude que ces micropiles à combustible sont extrêmement sensibles aux conditions environnementales et que si des performances optimales sont attendues sur une large gamme de température et d'humidité relative, une gestion totalement passive de l'eau sera insuffisante. A l'issue des différents résultats obtenus au cours de cette thèse, des perspectives sont avancées, et un premier prototype composé de neuf micropiles à combustible avec une gestion active de l'eau a été réalisé.

Le chargement dynamique des paliers hydrodynamiques et des amortisseurs à film fluide soumet le film lubrifiant à une action d'écrasement périodique. Cette sollicitation conditionne la portance du film lubrifiant et peut engendrer sa rupture, créant ainsi des conditions sévères de fonctionnement. L'étude approfondie, tant expérimentale que numérique du comportement du film soumis à une action d'écrasement périodique, s'avère donc indispensable pour pouvoir maîtriser les performances de ces dispositifs. <br /><br />Pour ce faire, trois codes de calcul numérique sont développés dans le cadre de cette thèse. Ces codes sont basés sur la théorie de JFO. Les équations établies sont discrétisées en différences finies et en éléments finis. Pour un film d'huile écrasé périodiquement, à faibles fréquences, entre deux surfaces conformes, les prédictions numériques de ces trois codes sont très proches. Par ailleurs, les visualisations numériques de la rupture dans les différents types de contacts ont montré l'impact de la fréquence des oscillations sur l'étendue et la durée de la rupture de film. <br /><br />L'étude expérimentale est conduite via un banc d'essai conçu puis réalisé. Deux modes de rupture de film sont identifiés : la rupture par séparation des gaz saturés et la rupture par séparation due à l'introduction de l'air ambiant. La visualisation de chaque mode est conditionnée par la fréquence des oscillations. La forme de la zone de rupture due à l'introduction de l'air ambiant dépend de la fréquence, de la hauteur du bain d'huile et de la géométrie du contact. <br /><br />Pour les surfaces non conformes, les résultats des modèles numériques sont en bon accord avec les résultats expérimentaux. Les différences constatées dans le cas des surfaces conformes sont dues aux imperfections géométriques et à la souplesse des structures qui composent le dispositif expérimental.

C'est le recueil de 3 documents distincts; le premier «Des chiffres à l'image», décrit exhaustivement et chronologiquement les réalisations qui ont accompagné cette recherche. Le second «Un système informatique au service de la communication», présente dans le détail les motivations profondes qui ont conduit, au concept d'enseignement Multimedia assisté par ordinateur, ainsi que l'architecture du système SNC qui en est résulté. Enfin le troisième «Expérimentation numérique et visualisation», est une vision prospective du rôle que joue l'ordinateur dans le monde de la recherche

Flows over rectangular cavities exhibit various steady and unsteady phenomena, and are of concern in several engineering areas. When the incident flow is turbulent, high acoustic radiations are emitted. To evaluate the acoustic power radiated in the far field, a two-steps procedure is developped.<br /> First, the unsteady, incompressible, high Reynolds number flow past a cavity is numerically investigated. The hydrodynamical 3D models which are used are based on standard Reynolds-averaged Navier-Stokes equations closed by some simple turbulence closure models. On another side, experiments are performed in a large water tunnel for different lenght to depth ratios ; flow visualization and fluctuating surface pressure measurements are made to chek numerical results which reveal some deficiencies. Morover, the extent of both numerical and experimental results combined to produce consistent input data for the ensuing acoustic model.<br /> Secondly, a simple model, based on the Lighthill's acoustic analogy, incorporates the later data, to predict the amplitude and the frequencies of the far field noise. Measurements of the far field sound pressure level in a wind tunnel are also made at subsonic speed. A good agreement between the computed acoustic power in the far field and experimental data is shown.<br /> As an interesting by-product of the hydrodynamical study consists in a refined classification of flow structures in the cavity when lenght-to-depth ratio increases. Three different flow configurations are observed. A quasi-2D flow is observed for a squared cavity. A transitional 3D flow charaterised by spanwise undulation of the main recirculating eddy is clearly shown for a lenght-to-depth ratio about 1,5. For a lenght-to-depth ratio above 2, the main recirculating eddy which is close to the downstream face of the cavity is purely 2D.

Les mutations technologiques récentes ont eu des répercussions importantes dans le domaine de la synthèse d'images, et le passage de l'ère du "graphique" à celle des images réalistes a nécessité une remise en cause complète des concepts établis. Cette thèse présente, dans sa première partie, une approche systématique, permettant de caractériser tout processus de production visuelle, qu'il s'agisse de dessins au trait ou d'images réalistes comportant les ombres et les reflets, d'opérateurs câbles ou programmes. La deuxième partie présente une expérience réaliste selon ces concepts : du point de vue matériel, à travers la conception d'un synthétiseur câblé adapté à la synthèse d'images réalistes ; et du point de vue logiciel a travers les divers composants d'un complexe logiciel pour la visualisation interactive structurée.

Le domaine de la simulation interactive ou computational steering a pour but d'améliorer le processus de simulation numérique (modélisation, calcul, analyse) en le rendant plus interactif. Dans cette approche, le scientifique n'attend plus passivement les résultats de la simulation ; il peut visualiser en ligne l'évolution des données calculées et peut interagir à tout moment en modifiant certains paramètres à la volée ou plus généralement en pilotant le déroulement des calculs. Un tel outil peut s'avérer très utile pour la compréhension des phénomènes physiques modélisés et la détection d'erreurs dans le cas de simulations longues.<br /><br />L'objectif de cette thèse est de concevoir et de développer une plate-forme logicielle, appelée EPSN (Environnement pour le Pilotage des Simulations Numériques), permettant de piloter une application numérique parallèle en s'appuyant sur des outils de visualisation eux-mêmes parallèles. En d'autres termes, il s'agit de mettre au service des scientifiques les capacités de la visualisation parallèle et plus largement de la réalité virtuelle (environnement immersif, murs d'images), une étape aujourd'hui cruciale pour la conception et l'exploitation de simulations numériques complexes en vraie grandeur. La mise en oeuvre d'un couplage efficace entre simulation et visualisation soulève deux problèmes majeurs, que nous étudions<br />dans cette thèse et pour lesquels nous souhaitons apporter une contribution : le problème de la coordination efficace des opérations de pilotages en parallèle et le problème de la redistribution pour des données complexes (grilles structurées, ensembles de particules, maillages non structurés).

Avec les échographes classiques, le médecin explore un volume à partir de plans de coupe. Il intègre ensuite les informations volumiques en coordonnant les images obtenues et les positions de la sonde. Les techniques d'échographie tridimensionnelle récupèrent directement les données volumiques, qui peuvent ensuite être exploitées de manière plus ou moins automatique. L'objectif de cette thèse est de permettre l'évaluation clinique des techniques ultrasonores tridimensionnelles, notamment en ce qui concerne l'exploration de la région thyroïdienne. Pour ce faire, nous avons développé un système qui repère les mouvements de la sonde échographique pendant que l'opérateur explore le volume étudié. Deux systèmes de repérages ont été testés : un bras mécanique et un capteur électromagnétique. Dans une première étape, nous avons étudié les problèmes de calibrage et la précision du repérage dans les conditions d'utilisation. Les caractéristiques des données ultrasonores rendent le problème de la visualisation des données tridimensionnelles particulièrement difficile. Nous proposons une méthode interactive pour obtenir des images tridimensionnelles réalistes et estimer le volume des structures étudiées. Les images obtenues facilitent alors l'échange d'informations entre l'opérateur et le chirurgien ou le patient. Nous présentons enfin deux méthodes de segmentation pour améliorer la visualisation des données dans deux situations précises. En ce qui concerne la région thyroïdienne, la segmentation semi-automatique de la carotide facilite la localisation des adénomes. En obstétrique, un algorithme de détection des parois la cavité utérine permet d'améliorer la visualisation du foetus.

Cette thèse (financée par l'INRIA) s'est déroulée au sein du laboratoire ID-imag (sous les tutelles : CNRS (UMR 5132) - INRIA - INPG - UJF) dont l'un des axes de recherche est la conception d'applications parallèles et de techniques pour l'exploitation de machines parallèles. La mise au point, tant pour la correction que pour les performances, de telles applications est nécessaire à l'exploitation efficace d'architectures de type grappes. Notre approche du débogage pour les performances se base sur l'observation comportementale de l'exécution des programmes, reconstituée à partir de traces d'exécution, cette observation étant facilitée par l'utilisation d'outils de visualisation. L'objectif de cette thèse est l'étude de méthodes permettant d'enregistrer facilement des traces d'exécution de programmes parallèles pour une grande variété de modèles de programmation parallèle ou distribuée, d'interfaces de programmation ainsi que d'outils de visualisation. Nous nous appuyons pour cela sur des formats adaptables pour l'enregistrement et l'exploitation de traces d'exécution. Afin de permettre l'adaptation du système de traçage à divers modèles de programmation, nous utilisons un format de trace brut élémentaire sans sémantique intrinsèque. Ce format brut présente l'avantage d'être compact et facilement adaptable aux programmes des utilisateurs et à leurs contraintes. L'utilisateur du système de traçage peut définir les événements à observer ainsi que les types des paramètres qui leurs sont associés. Les outils de visualisation ou d'analyse utilisent généralement des formats élaborés plus expressifs. La distinction des formats implique donc l'utilisation d'un système de conversion pour passer de l'un à l'autre. Ces formats étant adaptables, la conversion doit de plus être configurable. Nous avons donc conçu un système de conversion, paramétrée à l'aide de règles de réécriture, permettant d'apporter une sémantique aux événements bruts. À l'aide de ce système flexible de traçage et de conversion, nous avons pu visualiser des exécutions de programmes mettant en oeuvre les divers niveaux d'abstractions d'un intergiciel multicouche pour la programmation parallèle.

Ce travail a pour objet la compréhension de la phénoménologie du changement de phase liquide-vapeur lors de l'écoulement d'un fluide dans des chemins de fuite micrométriques, résultants du contact imparfait entre deux pièces métalliques du fait de la rugosité des parois. Le but est de déterminer l'influence du changement d'état du fluide sur la valeur du débit de fuite par rapport à un écoulement monophasique. Le chemin de fuite est assimilé à un capillaire micrométrique de section circulaire, aux extrémités duquel les conditions de pression correspondent à l'état liquide en entrée et à l'état vapeur en sortie. L'étude se limite aux situations où le changement de phase est obtenu par une chute de la pression locale le long du capillaire, sans apport de chaleur complémentaire à la paroi. L'ensemble des équations phasiques et interfaciales sont rendues sans dimension afin d'identifier, par une analyse phénoménologique, les mécanismes prépondérants lors de l'ébullition du R134a en espace confiné. Il est montré que le changement de phase intervient par nucléation hétérogène et que la croissance des bulles de vapeur ainsi formées est contrôlée par les phénomènes thermiques. Un dispositif expérimental est conçu pour observer le changement de phase dans des capillaires en verre, dont le diamètre intérieur est compris dans une gamme de 20 à 100 $\mu m$. Un protocole d'essais très strict est suivi au cours des expériences pour s'assurer que les conditions d'équilibre sont atteintes. L'évolution de la taille des inclusions gazeuses, quand elles se produisent, est relevée à l'aide d'une caméra rapide ou d'une webcam. A partir de ces visualisations, on peut estimer l'effet du changement de phase sur le débit de fuite. Selon l'historique de variation de la pression en aval du capillaire, il existe une situation où aucune bulle de vapeur ne se forme, le liquide supportant la surchauffe jusqu'à la sortie.