De récentes études utilisent des modèles microscopiques de trafic couplés à des modèles d'émission pour estimer des externalités environnementales, comme les consommations énergétiques. Ces estimations sont importantes pour évaluer l'efficacité des stratégies de trafic visant à réduire l'impact environnemental associé. La précision des estimations fournies par les outils utilisés est essentielle pour garantir le choix de la stratégie la plus adaptée. Les modèles de consommation énergétique compatibles avec une échelle microscopique ont été élaborés en utilisant en entrée des trajectoires construites à partir de données mesurées. Lorsqu'on souhaite alimenter ces modèles avec des trajectoires simulées par un modèle de trafic, se pose la question de la pertinence de ce couplage et de la quantification des erreurs associées. Dans cette perspective, cette thèse évalue l'influence de trajectoires issues de modèles de trafic sur l'estimation des consommations énergétiques des véhicules. Trois aspects du couplage sont évalués : (i) la simplification de la représentation du trafic, (ii) les paramètres des modèles de trafic et (iii) la méthode de calage des modèles de trafic. Pour le premier aspect les consommations énergétiques de trajectoires réelles et simplifiées sont comparées en vue de quantifier l'erreur d'approximation et de déterminer les principales simplifications cinématiques qui conduisent à cette erreur. Pour le deuxième aspect l'influence des lois d'écoulement propres à deux modèles de trafic (Newell et Gipps) a été évaluée. Enfin, pour le troisième et dernier aspect, l'influence de la méthode de calage des modèles de trafic cités a été analysée. Les consommations énergétiques ont été estimées en utilisant une version simplifiée de la bibliothèque Vehlib développée par le LTE/IFSTTAR. Les résultats montrent que, globalement, les estimations des consommations énergétiques restent assez précises tant qu'on respecte bien les paliers de vitesse cibles sur un trajet. L'accélération et les micro-variations de la vitesse apparaissent d'ordre secondaire pour le modèle de consommation utilisé. Ceci cependant n'élimine pas l'importance du choix du modèle de trafic et de la méthode de calage pour l'estimation de la consommation énergétique. En effet, il est bien connu qu'un modèle microscopique ne peut être calé en utilisant les caractéristiques individuelles de chaque véhicule observé. Le biais qui apparaît alors sur les trajectoires se retrouve sur les consommations énergétiques des véhicules. Cet effet est cependant plus limité quand on s'intéresse à un ensemble de véhicules, ce qui est le cadre de l'étude menée. Bien que restant faibles, les erreurs liées au couplage doivent être mises en relation avec le gain attendu par l'implémentation de stratégies de trafic qui peut être inférieur à 5%.

Cette étude aborde le problème de l’aggravation du risque de fractures de côtes chez les automobilistes âgés en choc frontal. L’analyse de la bibliographie fait ressortir que les moyens actuels d’évaluation du risque de fractures ne permettent pas de prendre en compte les différences anatomiques et de propriétés mécaniques du thorax observées chez les personnes âgées. Les modèles éléments finis (EF) personnalisés du corps humain offrent un grand potentiel en tant qu’outil avancé d’évaluation du risque de blessures. Toutefois, des données expérimentales sont nécessaires pour valider ces modèles dans des conditions réalistes. De plus, le choix du niveau de personnalisation et la sensibilité de la réponse du modèle à celle-ci doivent être évaluées. Des expérimentations in vivo menés sur des volontaires ceinturés en choc léger, de différents âges et anthropométries, ont été réalisées. Ces tests ont permis d’étudier l’influence de l’âge et de la corpulence sur la réponse mécanique du thorax et ont permis l’obtention de corridors nécessaires à la validation de modèles EF personnalisés. La géométrie du modèle numérique THUMS a été adaptée à celle des volontaires et les propriétés mécaniques du thorax ont été modifiées au vu du vieillissement pour effectuer une analyse similaire dans le domaine lésionnel. Les simulations numériques ont mis en évidence un risque accru de fracture de côtes pour certains modèles personnalisés. Cette étude devrait permettre de mieux estimer le risque de blessure pour les automobilistes vulnérables. Elle devrait contribuer ainsi à promouvoir les modèles personnalisés du corps humain comme outil avancé d’évaluation du risque de blessures.

The continuous growth of global demand for semiconductor products (in a broad range of sectors, such as security, healthcare, entertainment, connectivity, energy, etc.) has been both enabled and fuelled by Moore's law and regular doubling of circuit density and performance increases. However, as CMOS technology scaling begins to reach its theoretical limits, the ITRS predicts a new era known as "Beyond CMOS". Novel materials and devices show an ability to complement or even replace the CMOS transistor or its channel in systems on chip with silicon-based technology. This has led to the identification of promising phenomena such as ambipolar conduction in quasi one- and zero-dimensional structures, for example in carbon nanotubes, graphene and silicon nanowires. Ambipolarity, in a dual-gate context (DG-FETs), means that n- and p-type behavior can be observed in the same device depending on the backgate voltage polarity. In addition to their attractive performances and the low power consumption, ambipolar double gate devices enable the development of completely new circuit structures and design paradigms. Conventional logic synthesis techniques cannot represent the capability of DG-FETs to operate as either n-type or p-type switches and new techniques must be found to build optimal logic. The work in this thesis explores design techniques to enable the use of such devices by defining generic approaches and design techniques based on ambipolar DG-FETs. Two different contexts are tackled: (i) improving standard cell logic design with more compact structures and better performance, as well as low-power design techniques exploiting the fourth terminal of the device, and (ii) adapting conventional logic synthesis and verification techniques such as Binary Decision Diagrams or Function Classification to ambipolar DGFETs in order to build reconfigurable logic cells. The proposed methods and techniques are validated and evaluated in a case study focused on DG-CNTFET through accurate simulations, using the most mature and recent DG-CNTFET model available in the literature.

Pas de résumé

Le concept de pompage énergétique qui a inspiré de nombreux travaux de recherche depuis plus d'une dizaine d'années, est un phénomène dynamique prometteur susceptible de susciter le développement d'innovations de premier plan. Les absorbeurs non linéaires qui utilisent ce principe de fonctionnement ont démontré une grande efficacité par rapport à des absorbeurs classiques linéaires dans certaines configurations de résonances. Le transfert des développements théoriques vers une application réelle exige une méthodologie d'optimisation des absorbeurs de vibrations non linéaire similaire au cas des absorbeurs linéaires. Un nouvel éclairage est donné dans cette thèse visant à répondre à ce propos en définissant des critères analytiques ou pseudoanalytiques de design optimal de la raideur non linéaire. Sur la base de la méthodologie esquissée, nous avons proposé une application réelle de cette nouvelle génération d'absorbeur non linéaire sur un modèle de véhicule Peugeot 307-CC pour atténuer les vibrations dues au premier mode de torsion de caisse. La présente étude fait l'objet d'une collaboration industrielle PCA/CNRS/ENTPE qui consiste à diminuer la masse des absorbeurs ajoutés en utilisant le pompage énergétique. Des études analytique et numérique sont menées en parallèle avec une campagne d'essai dynamique sur un prototype hébergé à l'école ESTACA simulant le mode de torsion considéré du véhicule. Les premiers résultats semblent attester un début prometteur pour l'emploi des NES dans un cas réel. Pour analyser des signaux de réponse de système dynamique non linéaire, souvent très complexes tant sur le plan temporel que sur le plan fréquentiel, un outil numérique ondelettes a été développé introduisant de nouveaux algorithmes rapides pour rendre efficace les calculs des analyses super-résolutions sur des grilles temps-fréquence denses.

Ionic liquids (ILs) are a novel class of ionic solvents, which are being used more and more often in chemical systems based on nanoparticles (NP) for several industrial and technological applications. However, at present we are unable to master the state of dispersion or aggregation of NP in these solvents, and the classic theories applied to colloidal stability, such as the DLVO, cannot be applied. In particular, the difficulty is found in the description of the electrostatic interactions in these ionic media. In this work, we try to better understand colloidal interactions in ILs through two systems that have been thoroughly characterized separately: magnetic maghemite nanoparticles, whose surface is well controlled in water, and the ionic liquid ethylammonium nitrate (EAN), known for its resemblance to water. These two systems are finally mixed together and studied at both the macroscopic and microscopic levels. We perform characterizations through several techniques: flame atomic absorption spectroscopy, optical microscopy under magnetic field, scattering methods (neutrons, X-rays and light), magneto-optic birefringence. We discover the importance of having a charged NP surface in order to obtain stable maghemite dispersions in EAN. In particular, the best colloidal stability is reached by adsorbing citrate molecules on the NP surface. We further investigate the effect of the NP's size and concentration, of the cationic counterion used to compensate the charge of citrate, of water content. Finally, we transfer our acquired knowledge to the realization of dispersions in biocompatible ILs.

In this thesis, we are interested in designing schedulers for hybrid systems. We consider two specific subclasses of hybrid systems, real-time systems where tasks are competing for the access to common resources, and sampled switched systems where a choice has to be made on dynamics of the system to reach goals. Scheduling consists in defining the order in which the tasks will be run on the processors in order to complete all the tasks before a given deadline. In the first part of this thesis, we are interested in the scheduling of periodic tasks on multiprocessor architectures. We are especially interested in the robustness of schedulers, i.e., to prove that some values of the system parameters can be modified, and until what value they can be extended while preserving the scheduling order and meeting the deadlines. The Inverse Method can be used to prove the robustness of parametric timed systems. In this thesis, we introduce a state space reduction technique which allows us to treat challenging case studies such as one provided by Astrium EADS for the launcher Ariane 6. We also present how an extension of the Inverse Method, the Behavioral Cartography, can solve the problem of schedulability, i.e., finding the area in the parametric space in which there exists a scheduler that satisfies all the deadlines. We compare this approach to an analytic method to illustrate the interest of our approach In the second part of this thesis, we are interested in the control of affine switched systems. These systems are governed by a finite family of affine differential equations. At each time step, a controller can choose which dynamics will govern the system for the next time step. Controlling in this sense can be seen as a scheduling on the order of dynamics the system will have to use. The objective for the controller can be to make the system stay in a given area of the state space (stability) or to reach a given region of the state space (reachability). In this thesis, we propose a novel approach that computes a scheduler where the strategy is uniform for dense subsets of the state space. Moreover, our approach only uses forward computation, which is better suited than backward computation for contractive systems. We show that our designed controllers, systems evolve to a limit cyclic behavior. We apply our method to several case studies from the literature and on a real-life prototype of a multilevel voltage converter. Moreover, we show that our approach can be extended to systems with perturbations and non-linear dynamics.

La compréhension de la structure des verres est actuellement à l'origine de nombreuses recherches scientifiques. L'une des preuves expérimentale d'un certain ordre dans ceux-ci est la séparation de phase. En effet, ce phénomène est lié à la présence dans ces matériaux amorphes d'au moins deux phases de composition chimique différentes. Ainsi, une étude des prémices de la séparation de phase de type nucléation-croissance dans des verres de silicate de sodium a été menée. La RMN c'est révélée la plus efficace pour cette étude. L'utilisation des expériences de corrélation 29Si-29Si a permis de sonder le réseau silicaté à des échelles plus grandes que celles communément considérées. Nous avons donc pu identifier ce phénomène, caractériser la composition des phases qui apparaissaient et enfin établi un lien avec la cristallisation observée pour de long temps de recuits. A l'inverse, la séparation de phase dans les aluminosilicates de calcium étant visible à l'échelle macroscopique, nous voulions donc suivre la diminution de la séparation de phase avec l'ajout d'alumine. Ainsi, en élaborant un protocole de synthèse spécifique, nous avons pu synthétiser ces verres à hautes températures. Ils ont été étudiés par le biais de la microscopie électronique et de la RMN. Comme ces verres sont composés de nano-domaines vitreux intégrés dans une matrice de composition différente, nous avons pu obtenir des matériaux nano-structurés de taille contrôlée. L'utilisation de la RMN nous a permis de montrer que l'aluminium s'insérait sous forme de " clusters " dans le réseau silicaté.

We have first been interested in the 1,2-intermolecular diamination of allylic ethers and managed to develop a first version. This reaction employs catalytic amounts of palladium(II) compounds as catalyst source and proceeds with complete regio- and stereoselectivity. It represents a significant advance in oxidative 1,2-difunctionalization of alkenes. Then we have realized an optimization and simplification of the procedure allowing the diamination of allylic ethers through the use of only one equivalent of alkene and one oxidant. The reaction employs catalytic amounts of palladium(II) compounds as catalyst source and proceeds again with complete regioselectivity in mild conditions compatible with a large number of chemical functions. The scope of the reaction has been enlarged to aliphatic alkenes with moderate to good yields using the more acidic nitrogen source tetrafluorophthalimide. Finally, we have been interested in, and then realized, the first general intermolecular 1,4-diamination of dienes. The reaction employs economic reagents such as CuBr2 and saccharin and proceeds with complete regioselectivity under mild conditions. It represents this time a significant advance in oxidative 1,4-difunctionalization of dienes. Work in order to understand the underlying mechanisms as well as to develop further these reactions is ongoing.

Le cadre de nos recherches repose sur l'extraction et l'analyse de<br />connaissances à partir d'une source de données documentaire de type<br />juridique caractérisant les contrefaçons de marques nominatives. Cette<br />discipline reflète parfaitement toutes les contraintes appartenant aux<br />différents domaines intervenant dans le cadre de l'extraction de<br />connaissances à partir de documents : document électronique, bases de<br />données, statistiques, intelligence artificielle et interaction<br />homme/machine. Cependant, les performances de ces méthodes sont<br />étroitement liées à la qualité des données utilisées. Dans notre<br />contexte de recherche, chaque décision est supervisée par un rédacteur<br />(le magistrat) et dépend étroitement du contexte rédactionnel, limitant<br />les procédés d'extraction d'information. Nous nous intéressons donc aux<br />décisions susceptibles de biaiser l'apprentissage des documents. Nous<br />observons les fondements de celles-ci, déterminons leur importance<br />stratégique et le cas échéant nous proposons des solutions adaptées afin<br />de réorienter le biais observé vers une meilleure représentation des<br />documents. Nous proposons une approche exploratoire supervisée pour<br />évaluer la qualité des données impliquées, en déterminant les propriétés<br />biaisant la qualité de la connaissance établie ainsi qu'une plate-forme<br />interactive et collaborative de modélisation des processus conduisant à<br />l'extraction de connaissances afin d'intégrer efficacement le<br />savoir-faire de l'expert.