Les algorithmes génétiques, la logique floue et les réseaux de neurones sont de plus en plus utilisés dans des domaines d'application très variés. Nous nous proposons de les étudier dans le cadre de l'identification et de la commande de la machine asynchrone. Plus particulièrement, nous utilisons les algorithmes génétiques afin d'identifier les paramètres du modèle dynamique de la machine. Des régulateurs, à base de logique floue et de réseaux de neurones, sont implantés au sein d'une commande vectorielle par orientation du flux rotorique. Est également abordée l'influence de la variation des paramètres sur le fonctionnement du système. Les défauts de structure de la machine asynchrone sont considérés dans le cas des ruptures de barres au rotor. Le diagnostic de ces défauts ainsi que leur influence sur le comportement de la régulation sont étudiés. Enfin, une amélioration de la commande vectorielle sans capteur mécanique est présentée ouvrant une voie vers les techniques intelligentes de commande. Ces dernières sont maintenant possibles compte tenu de la puissance sans cesse grandissante des processeurs. Un logiciel de simulation, développé dans le cadre de la thèse, a permis de mener une bonne partie des études présentées. Une attention particulière a été accordée à la partie expérimentale, seul garant de la faisabilité et de la validation de l'étude.

Hypothèse de travail. Les systemes de transitions. Contrôleurs à commandes gardées. Les reseaux de Petri en tant que contrôleurs. Analyse des propriétés logiques des reseaux de Petri. La notion de place implicite : deux applications. Analyse des proprietes dynamiques : les reseaux de petri temporisés.

Ce travail de thèse traite de la détection et du diagnostic de défaillances mécaniques par analyse du courant statorique dans les entraînements électriques à base de machine asynchrone. Deux effets d'un défaut mécanique, des oscillations de couple et une excentricité d'entrefer, sont supposés. La modélisation par approche des ondes de forces magnétomotrices et de perméance conduit à deux modèles analytiques du signal courant. La conséquence des défauts est soit une modulation de phase, soit une modulation d'amplitude du signal courant statorique. Ces phénomènes sont détectés par une analyse spectrale en régime permanent, ou des méthodes temps fréquence en régime transitoire. Les méthodes étudiées sont la fréquence instantanée, le spectrogramme et la représentation de Wigner-Ville. L'estimation paramétrique d'indices de modulation a également été traitée. Des résultats de simulation et expérimentaux permettent de valider les signatures et d'extraire de façon automatique des indicateurs de défaut. De plus, une méthode permettant la distinction des oscillations de couple d'une excentricité dynamique est proposée. L'étude est complétée par une implémentation sur DSP des méthodes temps-fréquence afin de démontrer la faisabilité d'une surveillance en ligne.

La première thématique développée dans ce mémoire vise à développer de nouveaux algorithmes pour la commande des éoliennes reposant sur une machine asynchrone à double alimentation et des convertisseurs multi niveaux. Deux stratégies de contrôle direct du courant, basées sur l'Hystérésis à Zones Carrées et l'Hystérésis à Zones Circulaires (HZCi) ont été proposées. Celles-ci consistent à appliquer des vecteurs de tension appropriés pour contrôler les puissances actives et réactive générées et permettent également d'équilibrer les tensions du bus continu interne des convertisseurs. Des résultats de simulation et d'expérimentation montrent que la stratégie basée sur l'HZCi est meilleure en termes de forme d'onde et de contenu harmonique des tensions de sortie.La seconde concerne la supervision et la gestion des puissances active et réactive dans une ferme éolienne au vu de son intégration dans un réseau électrique. Cette supervision centralisée est assurée par un algorithme qui distribue les consignes de puissance aux éoliennes de la ferme de manière proportionnelle. Ces références sont fonction de la capacité maximale de production de l'éolienne. Pour cela, une analyse des transits de puissance dans le système éolien à base de la machine asynchrone à double alimentation a été effectuée. Elle a permis de déterminer la caractéristique (P, Q) du générateur et de calculer ses limites de compensation en termes de puissance réactive. Une gestion locale des puissances de chaque éolienne a été développée permettant ainsi une répartition des puissances entre le stator de la machine et le convertisseur coté réseau en considérant plusieurs modes de fonctionnement du système éolien.

Le développement durable et les énergies renouvelables suscitent aujourd'hui l'intérêt de plusieurs équipes de recherches. Le développement des éoliennes représente un grand investissement dans le domaine de la recherche technologique. Ces machines qui produisent de l'énergie électrique à partir du vent peuvent constituer une alternative technologique et économique aux différentes sources d'énergies épuisables. D'ailleurs, la croissance de l'industrie éolienne mondiale est de l'ordre de 30% par an depuis le début des années 2000. De nombreux travaux de recherche sur le contrôle et la commande d'éoliennes ont été menés. Grâce à ces travaux, les dernières générations d'éoliennes fonctionnent avec une vitesse variable et disposent d'une régulation pitch. Il est ainsi possible de modifier la vitesse de rotation et l'angle de calage de chacune des pales, permettant alors d'améliorer la production de l'aérogénérateur. Néanmoins, il reste encore à introduire plus d'intelligence dans le fonctionnement des aérogénérateurs. L'objectif principal de nos travaux de thèse est d'étudier les techniques de commande robuste, de la génératrice, susceptibles d'optimiser la production d'une éolienne, en particulier celle utilisant une génératrice asynchrone double alimentation. Par optimisation, nous entendons non seulement améliorer la qualité de l'énergie produite et le rendement énergétique mais aussi diminuer les charges mécaniques de fatigue ; ce qui aurait pour conséquence de rendre possible la fabrication d'aéroturbines plus légères améliorant de ce fait la productivité. La ou les techniques de commande doivent donc tenir compte du comportement de l'éolienne dans son ensemble. Pour ce faire, nous avons exploré l'apport des modes glissants classiques puis d'ordre supérieur pour répondre au cahier des charges fixé. Les techniques de commandes proposées ont été testées sur le simulateur FAST élaboré par le laboratoire Américain NREL (National Renewable Energy Laboratory). Des essais expérimentaux effectués au laboratoire Grenoblois G2Elab sur un banc de 7.5 kW ont permis la validation des techniques proposées. Elles restent cependant perfectibles ouvrant ainsi la voie à d'intéressantes perspectives.

L´objectif pour ce travail est de proposer une solution de sécurité pour contrôler des flux d´information, spécifiquement par un mécanisme de contrôle d´accès et de flux. L´objectif vise les applications réparties en utilisant les objets actifs avec des communications asynchrones. Il inclut une politique de sécurité et les mécanismes qui imposeront les règles présentes dans de telles politiques. <br />La confidentialité des données et des flux d´information sécurisés est fournie par une vérification dynamique des communications. Tandis que les flux d´information sont généralement vérifiés statiquement, notre attention est concentrée sur des vérifications dynamiques. Pour la réaliser, le modèle proposé a une politique de contrôle de l´information qui inclut des règles discrétionnaires, et comme ces règles sont dynamiquement exécutables, il est possible de tirer profit des contrôles dynamiques pour effectuer en même temps tous les contrôles obligatoires. Les autres avantages de cette approche font que: les contrôles dynamiques n´exigent pas la modification des compilateurs, ne changent pas le langage de programmation, n´exigent pas des modifications aux codes sources existants, et fournissent une flexibilité au moment d´exécution. Ainsi, les contrôles dynamiques sont bien adaptés pour être inclus dans une couche logiciel de type middleware, qui, d´une façon non-intrusive, fournit et assure des services de sécurité aux applications de niveau supérieur. Le modèle de programmation fondamental est basé sur les objets actifs, les communications asynchrones, et les synchronisations de flux de données.

Dans un circuit asynchrone, la synchronisation entre les blocs est locale: on s'affranchit ainsi des contraintes liées à l'horloge. Ces circuits sont plus robustes, modulaires, moins bruités, et ont une consommation dynamique plus faible que les circuits synchrones. Cependant, le manque d'outils de conception de tels circuits freine leur développement. Cette thèse a permi de développer une technique de synthèse automatique de circuits asynchrones quasi insensibles aux délais (QDI), qui sont particulièrement robustes. La méthode de synthèse permet de synthétiser un circuit totalement décomposé en portes logiques élémentaires, ce qui permet d'effectuer une projection technologique. De plus, une étude formelle réalisée durant la thèse démontre que les circuits synthétisés respectent la contrainte de quasi insensibilité aux délais. Cette technique de synthèse a été développé au sein du projet TAST. Elle a été validée sur un ensemble de circuits de tests.

Computer-gestütztes kollaboratives Lernen ist zunehmend Teil der Lehr- und Lernmethoden der akademischen Ausbildung. Die optimale Unterstützung von Koordination in virtuellen Gruppen ist ein Anliegen von Pädagogen und Lerndesignern. Effektive Kommunikation und bedeutsame Interaktion treten in online Lernumgebungen nicht natürlicherweise auf, sind aber erforderlich für die Koordination in Gruppen. Diese Arbeit exploriert die Komplexität von Lernerfahrungen und Prozessen in computer-basierter Kollaboration und beleuchtet in diesem Zusammenhang zwei Aspekte näher: Koordinationsprozesse in Gruppen und die Erfahrung Sozialer Präsenz. Diese zwei Dimensionen sind besonders wichtig, da sie zwei der größten Problem in computer-gestützten kollaborativem Lernen repräsentieren: Belastungen bedingt durch unnötigen Koordinationsaufwand und fehlendes Gruppengefühl. Im Vergleich zu Präsenzsettings stellt die Koordination in online Gruppen eine Herausforderung dar. Dies birgt das Risiko, dass Gruppenmitglieder nicht mehr nur das Lernziel im Auge haben sondern ihre Aufmerksamkeit auch im gesteigerten Maße auf Gruppenprozesse wie Koordination richten; solche Koordinationsanforderungen können sich schnell zu Kosten entwickeln. Darüber hinaus wird die soziale Dimension in online Umgebungen oft vernachlässigt. Zur Entwicklung eines Zusammengehörigkeits- und Gruppengefühls ist die Erfahrung von Sozialer Präsenz erforderlich. Anhand einer Fallstudie werden Lernprozesse und Erfahrungen von Studenten eines Blended Learning Kurses an einer Pädagogischen Hochschule analysiert. Eine darauf aufbauende quantitative Studie untersucht gezielt die kausalen Beziehungen. Die Koordination und Soziale Präsenz werden anhand von qualitativen und quantitativen Methoden untersucht. Die Analyse findet auf drei Granularitätsebenen statt: auf der Ebene einer einzelnen Perspektive, auf einer Konzeptebene und auf einem Integrierten Level. Diese Vorgehensweise hat einen mehrschichtigen Analysezugang zur Folge. Die Ergebnisse zeigen, dass die eingesetzte Medien, gestellte Aufgaben und auch einzelne Individuen die Gruppenkoordination bestimmen. Jede der drei Faktoren beeinflusst die Koordinationsaktivitäten auf ihre charakteristische Art. Soziale Präsenz bestimmt als Kontextparameter die Erfahrung in online Gruppen; auch sie wird von eingesetzten Medien und den Gruppenmitgliedern beeinflusst. Diese Ergebnisse werden im Detail vorgestellt und ihre Implikationen für kollaboratives Lernen in akademischer Bildung sowie für dessen weitere Forschung, d.h. für Praxis und Forschung, werden herausgearbeitet. / Net-based collaborative learning is increasingly included in the repertoire of teaching and learning methods in higher education. Supporting coordination within distributed learning teams has become a concern for educators and learning designers. While effective communication and meaningful interaction do not occur naturally in online learning, they are essential for group coordination. The aim of the thesis is to explore the complexity of learning experiences and processes in computer-supported collaboration from the perspectives of group coordination processes and social presence. These two dimensions are particularly important because they represent two problems in net-based collaborative learning: coordination costs and a lacking sense of group feeling. Compared to face-to-face settings, coordination demands on groups are greater in online settings. Increased demands present the risk of distracting group members from learning goals; coordination demands rapidly turn into coordination costs. Additionally, social presence is required to establish a sense of group feeling and team culture amongst students. Unfortunately, this sense, supporting the social dimension in online settings, is often missing. This case study-based research analyses the learning processes and experiences of students participating in a blended course in Educational faculties. A subsequent quantitative study further inquired into causal relationships. Students collaborated via various synchronous and asynchronous media: wikis, online chat, etc. Qualitative and quantitative methods were applied, investigating coordination of activities and how social presence was established. Data was analysed at three levels of granularity: single perspective, concept and integrative levels, creating a multi-layered approach. The findings show, tools, tasks and members influence group coordination, each uniquely contributing to coordination activities. Social presence operates as an enabling context parameter, influenced by media and member characteristics. The thesis describes these findings and delineates their implications for collaborative learning practices in higher education and for further research.

Les développements des composants de l'électronique de puissance ont permis l'utilisation des associations onduleur de tension - machine asynchrone pour la traction ferroviaire et de ce fait un gain de performances important. Afin que l'accroissement des performances ne se fasse pas au détriment de la sécurité et de la fiabilité, une étude s'avère indispensable pour maîtriser les conséquences des éventuelles défaillances. L'accent est particulièrement mis sur la machine asynchrone car, assurant la conversion électromécanique, elle répercute le défaut vers la transmission mécanique, élément vital pour la sécurité. Ainsi, une étude par la méthode des éléments finis des courts-circuits triphasés d'un moteur de traction ferroviaire est menée. Elle conduit à des résultats remarquables: sursaturation du parcours des flux de fuite, déplacement de courant dans les barres, contraintes sur les barres de l'ordre de grandeur de la force centrifuge. Cette étude aboutit à la définition d'un schéma équivalent fin du moteur pour l'étude des régimes transitoires de grande amplitude et d'une formulation analytique extrêmement simple du court-:circuit triphasée faciliter l'interprétation physique. Enfin, une étude systématique des défauts de court-circuit des thyristors GTO de l'onduleur de tension est menée sur la base de la modélisation vectorielle de l'association, effectuant le lien entre l'état électromagnétique de la machine et les conditions du défaut. A chaque étape de l'étude, des procédures de validation expérimentale sont proposées. Finalement, de nombreuses avancées vers l'étude quantitative des régimes de défaut des associations onduleur de tension - machine asynchrone sont présentées dans ce mémoire.

Ce travail de thèse est une contribution à la modélisation des machines asynchrones à cage en présence de défauts rotoriques. Une étude préliminaire permet de rappeler les formulations des différentes forces magnétomotrices, de la perméance d'entrefer dans le cas d'encoches rectangulaires, ainsi que de l'induction d'entrefer, et d'en déduire avec précision les différents contenus harmoniques. Cette étude permet également de quantifier les contributions des défauts du rotor sur les harmoniques du courant statorique, et de présenter les méthodes permettant d'exploiter ce contenu harmonique dans les courants, la puissance et le couple électromagnétique. La contribution du travail porte essentiellement sur trois points : ƒ Une modélisation originale, analytique et paramétrique, de la perméance d'entrefer, pour un entrefer doublement encoché, prenant en compte la géométrie réelle des encoches. ƒ Le calcul des mutuelles inductances et de leurs dérivées, et leur implémentation numérique, permettant une précision très satisfaisante et un très bon rapport entre temps de calcul et précision des résultats. ƒ Le développement d'un logiciel dédié à la modélisation des machines asynchrones en présence de défauts. Ce logiciel (SIMUMAS) intègre les deux points ci-dessus, et est construit sur un algorithme d'introduction des défauts rotoriques à topologie variable, avec ajustement automatique des dimensions du système d'équations à résoudre. Les résultats obtenus avec ce logiciel sont explicités à l'aide de simulations sur plusieurs grandeurs de la machine (courants statoriques, induction d'entrefer, module du vecteur courant statorique), et ont été validés par l'expérimentation.