Comme la complexité des circuits VLSI croit, la tache de vérification des masques devient de plus en plus longue. L'utilisation des descriptions hiérarchiques permet le développement de méthodes d'analyse hiérarchique plus efficaces. Cette thèse explore une méthode de recherche géométrique par hiérarchie de Quadtrees et l'utilisation hiérarchique de l'algorithme d'équivalence union-find pour la recherche et la mise à jour des équivalences électriques. Des algorithmes hiérarchiques et géométriques utilisables pour l'édition, la vérification géométrique et topologique (connectique) de conceptions VLSI sont présentés. L'intérêt de telles méthodes dans la vérification et le compactage de ces conceptions est aussi aborde. Des quadtrees adaptatifs particuliers (mixed-quadtrees) ont été conçus et testés pour optimiser les outils conventionnels d'extraction et de vérification de la description géométrique des masques de conceptions non structurées et pour permettre une édition rapide de conceptions structurées. Ce document présente les arguments qui ont contribue à la conception d'un tel sous-systeme de recherche géométrique et topologique, le sous-système lui-même et certains algorithmes hiérarchiques. Les méthodes hiérarchiques, géométriques et topologiques ainsi explorées, sont applicables à un grand nombre de taches, comme l'extraction des conceptions, leur vérification, leur édition et leur compactage et sur des descriptions symboliques ou réelles. Ces méthodes permettent l'utilisation interactive d'un certain nombre d'algorithmes d'extraction, de vérification et d'adaptation des conceptions éditées à un ensemble de règles technologiques. Un extracteur et vérificateur géométrique et topologique de conceptions structurées est actuellement réalisé dans le but d'évaluer hiérarchiquement l'efficacité de tels algorithmes. Un aperçu des problèmes qui peuvent être résolus plus rapidement ou dans un mode interactif est également présenté

La physique de la lumière ainsi que les outils géométriques pour la Conception Assistée par Ordinateur sont à la base des logiciels de simulation des phénomènes lumineux pour la fabrication des systèmes optiques. Ce n'est pas sans difficulté que les industriels conçoivent ces logiciels dont un des principaux handicaps est que les simulations sont très coûteuses en temps. L'objectif principal de ce travail est de rechercher et développer des algorithmes de calcul plus performants. Dans un premier temps, on décrit précisément le modèle du transport des photons dans ce contexte, composé de l'équation de Boltzmann accompagné de conditions de bord, et qui, dans le cas de milieux homogènes par morceaux, se ramène à l'équation de radiosité. Ensuite, on présente les outils géométriques utilisés dans le modeleur hybride CSG (Constructive Solid Geometry) et BRep (Boundary Representation) ainsi que les algorithmes de base nécessaires à la recherche d'intersections entre des demi-droites et des objets géométriques. Puis, un tour d'horizon des méthodes d'accélération des calculs en radiométrie par localisation spatiale est présenté. En tenant compte des contraintes industrielles, une telle méthode d'accélération est alors adaptée au contexte puis développée dans un environnement logiciel existant. Des expérimentations numériques montrent l'efficacité des nouvelles bibliothèques. Enfin, une étude théorique des complexités en temps et en mémoire liées aux méthodes de localisation spatiale, faisant intervenir les sommes de Minkowski d'ensembles géométriques, débouche sur une stratégie consistant à minimiser la complexité en temps pour choisir les paramètres de localisation.

La taille, la complexité et les performances des circuits électroniques de télécommunication sont de plus en plus contraignantes tandis que le temps et le coût de commercialisation doivent être réduits au maximum. Voulant répondre au vide existant sur le marché de la CAO dans ce domaine, ce travail est consacré à la simulation mixte de systèmes de communication complets parcourus par des signaux numériques, des signaux analogiques basse-fréquence, des signaux quasi-périodiques et des signaux RF à modulation digitale complexe. Le premier chapitre du manuscrit présente les différents types de circuits et de signaux que l'on veut simuler. La deuxième partie décrit d'abord les principales méthodes de simulation RF existantes. On développe ensuite les innovations apportées à la méthode de l'Equilibrage Harmonique, basée sur une utilisation efficace du spectre, et enfin celles apportées à l'algorithme de l'Enveloppe. Le troisième chapitre propose une nouvelle méthodologie pour simuler des circuits complets RF/Analogiques/Numériques dans le cadre de l'algorithme de l'Enveloppe : couplage avec un simulateur numérique, prise en compte de modèles comportementaux et partition analogique/RF des circuits. Enfin, la dernière partie illustre les potentialités de cette nouvelle technique d'analyse sur quelques circuits typiques. Pour la première fois, des systèmes complexes mixtes, décrits aux niveaux logique, transistor et comportemental, peuvent être simulés dans un seul flot et dans des temps raisonnables.

Face à un durcissement des objectifs de performance Qualité-Coûts-Délais des donneurs d'ordre, à un environnement économique à faible croissance et à forte concurrence, nous constatons une baisse de compétitivité des fournisseurs français au sein de la filière automobile. L'intensification de cette concurrence leurs impose un renouvellement rapide de leurs produits à des coûts toujours plus réduits. Aujourd'hui, les processus d'ingénierie qualifiés de "reconception" représentent dans les bureaux d'études de ces fournisseurs environ 80% du temps, 20% du temps restant étant dédiés à l'innovation, processus hautement stratégique pour assurer la pérennité de l'entreprise. La conception de produits nouveaux reste au cœur des problématiques industrielles. De ce fait, le renouvellement continu de leurs gammes de produits et l'innovation deviennent dès lors indispensables. Dans le cadre de ce travail de thèse, nous nous intéressons à la problématique d'ingénierie collaborative en entreprise étendue et à l'intégration des connaissances métier en conception routinière et innovante pour accélérer justement le processus de conception de produits, afin de faire des produits toujours plus robustes et dans des délais toujours plus courts. A travers différentes expérimentations conduites aussi bien en contexte académique qu'en contexte industriel, ce travail de recherche nous a amené à développer un modèle permettant d'accélérer le processus de conception de produits en réduisant les temps qui sont dédiés à la reconception. Se fondant sur le paradigme de raisonnement à partir de cas, ce nouveau modèle montre qu'il est ainsi possible de fournir un système d'aide efficace aux différents acteurs métier impliqués dans le processus de conception et de développement de produit. Ce travail montre également quelques limites au modèle arrêté et propose à cet égard des perspectives de recherche pour avancer sur le sujet.

Ces travaux se placent dans le cadre de l'utilisation de la réalité virtuelle pour la conception et le développement de produits. Les revues d'intégration virtuelles utilisées, au niveau industriel, sont actuellement limitées à la revue de projet statique, sans possibilité de modification de la conception initiale. Nous proposons une méthode destinée à la revue de projet virtuelle, dont le but est de permettre à l'utilisateur de modifier le plus naturellement possible la maquette numérique depuis l'environnement virtuel. Cette méthode appelée D3 est basée sur trois étapes : une étape de sélection par dessin, une étape de déformation par manipulation de la zone sélectionnée et une étape de reprise qui permet aux ingénieurs de reprendre les modifications. Afin que la méthode soit un support de communication, elle se doit d'être simple, intuitive et utilisable par tous. Une expérimentation a été menée dans le but d'évaluer la méthode au niveau de la facilité d'apprentissage et des erreurs commises par les sujets lors d'une tâche de modification. Enfin, dans le but de faciliter le travail de reprise, cette méthode offre plusieurs moyens permettant aux ingénieurs de répliquer les modifications sur la maquette CAO.

La course à l'innovation dans la technologie des dispositifs électriques, induit de nouvelles contraintes sur les fonctionnalités des systèmes de CAO en Génie Electrique. Ils doivent permettre l'analyse fine des comportements multiphysiques des dispositifs électriques. Cette puissance, nécessaire en terme de modélisation, se traduit aussi par une complexité en terme de maîtrise par l'utilisateur. Par conséquent, les techniques d'interaction homme - machine, qui avaient été longtemps considérées comme d'intérêt secondaire dans le domaine de Pélectrotechnique, deviennent aussi importantes que les modèles physiques. L'objectif de notre travail est de développer des méthodes d'exploration et d'Interface homme - machine, naturelles et faciles à comprendre, afin de facilité l'utilisation des logiciels de simulation en électrotechnique. Pour arriver à cet objectif, nous nous sommes inspirés des activités intervenant dans un laboratoire d'expérimentation en électrotechnique. Dans un premier temps, nous avons modélisé un vrai laboratoire en dégageant les rôles du dispositif électrique à étudier, des manipulations à mettre en places, des protocoles d'expérimentation, .... Après cela, nous avons développé un système interactif, le Laboratoire Virtuel d'Expérimentation en Électrotechnique (LVEE), bâti sur le modèle d'un laboratoire réel, et dans lequel le fonctionnement du dispositif électrique est obtenu à l'aide des logiciels de simulation. La contribution de la technologie de Réalité Virtuelle a été prise en considération pour fournir l'interaction intuitive et la visualisation naturelle des comportements physiques des dispositifs électriques.

Ce travail de thèse s'insère dans le cadre plus général du développement par le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment d'un Environnement de Simulation Intelligent destiné à faciliter l'accès aux logiciels de calculs scientifiques dans le secteur Bâtiment. Il s'agit d'un programme pluriannuel de recherches dont les objectifs sont de mettre à la disposition des professionnels de nouveaux outils d'aide à la conception et d'aide à l'analyse des systèmes "Bâtiments", basés sur la simulation numérique suivant divers points de vue (thermique, acoustique, structure, etc.). Le présent travail de recherche s'articule donc avec d'autres travaux menés en parallèle sur le même thème. Dans ce contexte, les objectifs fixés sont de trois ordres : - contribuer à la définition des spécifications de l'environnement de simulation générique notamment en analysant le processus de modélisation/simulation et en proposant des solutions pour la réalisation du dialogue Homme/machine ; - réaliser une application concrète que l'on peut considérer comme une phase expérimentale de mise en oeuvre des concepts développés ; cette application est réalisée autour du logiciel de calculs thermiques TRNSYS ; - définir, pour de tels environnements, les possibilités d'utilisation des systèmes à bases de connaissances (buts et moyens, évaluation de la pertinence des solutions). Après une première partie consacrée aux réflexions conceptuelles générales menées sur la base d'une analyse bibliographique et aux analyses nécessaires à la réalisation de l'application, la seconde partie du travail est consacrée à l'application proprement dite ; un environnement dénommé IISIBât (Interface Intelligente pour la Simulation dans le Bâtiment) est développé suivant les concepts précédemment définis ; dans une première phase, la stratégie de développement d'une telle interface est précisée ; le processus de conception est fondé sur la mise en oeuvre séquentielle de quatre modèles : les modèles cognitif, conceptuel, structurel et perceptif. Le modèle cognitif met en évidence les tâches que l'utilisateur est amené à réaliser dans le cadre d'un outil de simulation ; le processus de modélisation/simulation est décortiqué en ses diverses étapes ; ce travail permet de définir une interface homme/machine possible (et en particulier les outils nécessaires) spécialisée pour ce type de process. Le modèle conceptuel identifie les objets génériques sur lesquels se fonde l'interface, les fonctions rattachées à ces objets, et la représentation graphique de ces objets. Le modèle structurel s'intéresse à l'implémentation proprement dite. Le modèle perceptif représente la façon dont l'utilisateur perçoit le système final ; ce modèle conduit à une analyse critique des choix effectués et à la proposition d'améliorations. Au final, l'application réalisée (IISIBât- TRNSYS) permet de juger de la pertinence des concepts développés tant du point de vue du fond que des méthodes utilisées ; ainsi, l'intérêt de l'application développée pour des utilisateurs "développeurs de modèles" ou "créateurs de projets" a pu être démontré ; par ailleurs, il s'est avéré que cette application ne possédait pas toutes les fonctionnalités nécessaires à une utilisation efficace par des utilisateurs terminaux (analystes de systèmes) ; pour combler ces manques, il faut rajouter à l'interface des mécanismes de raisonnement. La dernière partie de ce travail s'intéresse à l'introduction au sein de l'application interactive de mécanismes de raisonnement faisant appel à des bases de connaissances.

Les MEMS magnétiques présentent encore des champs de recherches quasi inexplorées. La course à la recherche de faisabilité d'une nouvelle structure (actionneur, capteur) est un enjeu pour les concepteurs dans ce domaine.<br />Pour répondre à ce besoin, ce travail expose des méthodes et des outils permettant de faciliter et d'automatiser des taches répétitives qui sont à la charge de ces concepteurs. Le processus de génération automatique des équations représentant le modèle est maintenant délégué à l'outil que nous avons développé. La dérivation formelle des modèles est aussi étudiée et réalisée, notamment dans le cas des applications contenant des matériaux non linéaires (ferromagnétiques). A partir de ces travaux, il alors possible de dimensionner rapidement les MEMS magnétiques généralement soumis à de nombreuses contraintes non linéaires. La méthodologie peut être aussi étendu aux MEMS électrostatiques.

La modélisation numérique des équations de Maxwell n'étant pas facilement utilisable pour la conception de tous les circuits hyperfréquences, il apparaît important de développer en parallèle des méthodes d'analyse et de synthèse de dispositifs micro-ondes fondées sur la théorie des circuits. Pour conserver ce type d'approche, une minimisation des différents problèmes parasites doit être respectée. En effet, l'un des problèmes inhérents aux réseaux à lignes de transmission est la modélisation des discontinuités entre les différentes largeurs de ligne. Ce problème devient important dans la conception de filtres planaires. Nous définissons une structure initiale exempte de tels sauts d'impédance, ce qui permet de conserver, par rapport à des structures classiques, une configuration optimale à des fréquences supérieures. La 1ère partie théorique décrit la méthode originale construite à partir d'outils mathématiques simples et “ portables ”, pour l'analyse de lignes de transmission à variation continue d'impédance. Dans la 2ème partie, consacrée à la réalisation de filtres passe-bas et coupe bande, les avantages de la méthode sont mis en avant. Le réseau à variation continue d'impédance présente, de part sa structure même, un nombre supérieur de degrés de liberté par rapport aux réseaux classiques. Ce principe est mis en application pour générer des filtres passe-bas à bandes atténuées élargies. La souplesse et la précision de la méthode en font un outil intéressant pour la réalisation de filtres passe-bande à partir de lignes couplées en technologie microruban. Dans la dernière partie, l'approche est d'abord utilisée pour compenser la dégradation de la réponse du filtre, due à la configuration microruban. Les degrés de liberté de la méthode utilisée étape par étape permettent ensuite la conception de filtres passe-bande complexes avec de larges bandes de réjection.

In the present thesis, the correlation between ladle glaze and non-metallic inclusions in the ladle treatment was studied. A number of industrial trials with full scale ladle and laboratory works were performed to investigate the inclusions in the ladle treatment. BaO was used as tracer in the ladle slag to investigate the effect of slag on inclusion composition and the formation of non-metallic inclusions by ladle glaze. BaO was detected in the inclusions of all followed heats. This observation showed strong evidence for the generation of non-metallic inclusions by the ladle glaze. The increase of the fractions of BaO containing inclusions and their average content of BaO in the first heat with tracer suggested that the effect of slag on the composition of inclusions was a very slow process. The detachment of ladle glaze and the chemical transformations of oxide solution in the MgO matrix were investigated. The experimental results evidently showed that the ladle glaze could be the source of inclusions continually during the ladle treatment. Samples of liquid oxide solution to simulate the liquid oxide inclusions carried over from EAF were equilibrated with molten steel under controlled atmosphere. The results along with thermodynamic calculation suggested that the SiO2 content of inclusions from EAF could be considerably reduced by dissolved aluminium in the steel. This would explain the vanishing of inclusions containing high SiO2 content after deoxidation. Due to the lack of experimental data, the viscosities of slags in the Al2O3-CaO-MgO-SiO2 system were measured using the rotating cylinder method in the temperature range of 1720 to 1910 K. Eight different slag compositions related to the secondary steel making operations were selected. Viscosities in this system and its sub-systems were expressed as a function of temperature and composition based on the viscosity model developed earlier at KTH. The activities of oxide components in the Al2O3-CaO-MgO-SiO2 systems at 1873 K were measured by equilibrating liquid slag and metal. Either silicon or copper was used as the metal phase and the oxygen partial pressure was controlled with different mixing rates of Ar and CO gas flow in equilibrium with graphite. Iso-activity lines were drawn from the measured activity values in the isothermal section of the slag systems. Nine series of industrial trials were carried out using the same ladle in each series to examine the effect of ladle slag on the number of non-metallic inclusions in the next heat. It was found that the number of inclusions increased with SiO2 content of the ladle slag in the previous heat. No clear trends were found for the effects of viscosity and MgO activity of the previous slag on the number of inclusions. Theoretical analysis based on the experimental results suggested that the formation of 2CaO∙SiO2 followed but the dusting of the compound made the refractory more porous, which was reasonable for the number of non-metallic inclusions.