Le travail présenté porte sur l'étude des phénomènes physiques prenant place dans les condensateurs bobinés à films secs métallisés. En particulier, les propriétés macroscopiques des bobinages (admittance, impédance) sont étudiées et permettent de calculer la répartition des champs électrique et magnétique et des courants dans une large gamme de fréquences. Il apparaît ainsi que les courants, homogènes à basse fréquence, se concentrent en certains points des condensateurs quand la fréquence augmente, ce qui peut conduire à des échauffements et à des défaillances.<br />Par ailleurs, les modèles élaborés ont permis de mettre en évidence l'influence des paramètres géométriques sur les performances des condensateurs, en particulier en haute fréquence. Ainsi, de nouvelles structures - plates et annulaires - permettent de minimiser les impédances propres des bobinages. L'efficacité des condensateurs de découplage peut aussi être améliorée grâce à des connexions appropriées et l'utilisation de conducteurs symétriques réduit les échauffements.

La Compatibilité Electromagnétique (CEM) apparaît aujourd'hui comme l'une des contraintes majeures de la conception des structures de l'électronique de puissance et plus précisément sur les variateurs de vitesse. Malheureusement, elle est trop souvent considérée comme la dernière phase du développement d'un convertisseur puisqu'elle représente le dernier obstacle à sa commercialisation. Si elle est intégrée à la conception, l'estimation a priori des perturbations conduites et rayonnées par la simulation peut alors permettre un gain considérable tant sur le plan économique que sur la durée des phases de recherche et de développement. La première partie de ce mémoire traite des principales méthodes d'estimation spectrale des perturbations conduites. Cette étude met en évidence les problèmes liés aux simulations qu'elles soient temporelles ou fréquentielles. Elle fait également le point sur l'utilité de chacune. Une approche est alors proposée sur des structures de redressement à diodes, généralement présentes en tête des convertisseurs. Les hypothèses faites dans cette étude permettent de réaliser le modèle fréquentiel d'un onduleur triphasé MLI. L'objectif est de s'approcher par des simulations "rapides" de l'émission conduite pour envisager des processus d'optimisation. Il est alors impératif de prendre en compte l'environnement du convertisseur, ce qui implique la modélisation des éléments situés en amont et en aval de ce dernier (câbles, moteur, filtre, RSIL...). Finalement, après une présentation des modèles de filtre, une première optimisation de la cellule de filtrage est menée.

Cette thèse effectuée au sein de l'IRSEEM s'inscrit dans le cadre du projet EPEA (EMC Platform for Embedded Applications) du pôle de compétitivité Aerospace Valley. L'objectif de ces travaux est le développement de méthodologies de modélisation des émissions rayonnées de composants électroniques. Les modèles doivent être génériques (i.e. applicable à toute sorte de composant), d'obtention facile et insérables dans des outils de simulation électromagnétique commerciaux. Un modèle capable de prédire les champs électrique et magnétique dans le demi-espace au-dessus d'un dispositif est développé dans un premier temps. Il est basé sur un réseau de sources équivalentes de type dipôles électrique et magnétique. Deux inversions de matrices au sens des moindres carrées permettent leur détermination. Le modèle est caractérisé en termes de robustesse vis-à-vis de perturbations dans les données d'entrée et est ensuite appliqué à plusieurs circuits (passifs et actifs) avec de bons résultats. L'insertion des modèles dans des simulateurs commerciaux est possible grâce à une réduction du nombre de sources. Ce modèle est ensuite utilisé pour deux applications CEM : tout d'abord, la prédiction du couplage entre un dispositif agresseur et une ligne de transmission par deux procédures différentes : une analytique et une seconde numérique, puis la prédiction des champs lointains. Finalement, une nouvelle méthode de modélisation pour recréer les champs électrique et magnétique dans l'espace entourant le dispositif est proposée et validée sur des cas simples.

L'interopérabilité revêt un enjeu majeur pour l'industrie et son absence peut être vue comme un des principaux freins à un travail collaboratif, et plus particulièrement dans les processus collaboratifs aussi bien publics (inter-entreprises) que privé (intra-entreprise). Il parait donc pertinent d'analyser et de détecter d'éventuels manques ou défauts d'interopérabilité dans des entreprises impliquées dans un processus collaboratif. Les recherches en interopérabilité ont montré l'intérêt de mesurer et d'évaluer l'interopérabilité avec la proposition de cadres et de modèles de maturité dans le but d'éviter d'éventuels problèmes d'interopérabilité. Cependant, des approches de détection et d'anticipation de problèmes d'interopérabilité n'existent pas à notre connaissance. Les travaux de recherche proposés dans cette thèse se développent dans un contexte d'ingénierie de processus guidée par les modèles et se proposent d'utiliser des techniques de vérification formelle pour détecter différents types de problèmes ou de pré-somption de problèmes d'interopérabilité. Ceci implique, dans un premier temps, de définir les besoins particuliers en interopérabilité devant être pris en compte dans un contexte colla-boratif. Dans un second temps, il est nécessaire de formaliser ces besoins en un ensemble d'exigences d'interopérabilité, de manière aussi formelle que possible. Ceci a abouti à quatre classes d'exigences d'interopérabilité respectant le cycle de vie d'un processus collaboratif : les exigences de compatibilité, les exigences d'interopération, les exigences d'autonomie et les exigences de réversibilité. Enfin, ces exigences doivent être vérifiées en se référant aux modèles du ou des processus étudiés.

L'avantage majeur qu'offrent les services Web est le fait qu'ils reposent sur des standards et les technologies du Web pour interagir en s'échangeant des messages. A part les séquences de messages, d'autres facteurs affectent l'interopérabilité des services Web, telles que les contraintes temporelles qui spécifient les délais nécessaires pour échanger des messages. La thèse rapportée dans ce manuscrit étudie l'impact de ces propriétés dans la composition de services Web. La considération de telles propriétés soulève plusieurs problèmes auxquels on a essayé d'apporter une solution. Le premier aspect consiste à définir un modèle qui tienne compte des abstractions nécessaires afin de pouvoir analyser et synthétiser une composition, à savoir les messages, les données, les contraintes de données, les propriétés temporelles et l'aspect asynchrone des communications des services. En se basant sur ce modèle, le deuxième problème consiste à proposer une approche d'analyse de compatibilité. Cette analyse vise à caractériser la compatibilité ou la non-compatibilité des services Web et ce en prenant en considération les abstractions précédemment citées. Nous étudions particulièrement l'impact des propriétés temporelles dans une chorégraphie dans laquelle les services Web supportent des communications asynchrones. Nous proposons une démarche basée sur le model checking qui permet de détecter les éventuels conflits temporisés qui peuvent surgir dans une chorégraphie. Finalement, le dernier problème auquel nous nous intéressons est celui de la construction d'une composition qui essaie de répondre au besoin du client et ce en prenant en compte les aspects temporels. L'approche que l'on propose est basée sur la génération d'un médiateur pour essayer, quand c'est possible, de contourner les incompatibilités temporisées et non-temporisées qui peuvent surgir lors d'une collaboration. Des mécanismes et des algorithmes ont été développés afin de mettre en oeuvre ces objectifs.

During the last three decades, electronic devices have conquered the railway domain, taking the place previously held by electromechanical devices, thanks to higher performances and lower costs. The price of this "revolution" is the fact that, in order to work properly and reliably, electronic systems must be fairly immune to the effect of external interferers, while, at the same time, they are not to electromagnetically pollute the environment they work in. These issues are dealt with by electromagnetic Compatibility (EMC) whereas several international EMC standardization committees work on the definition of tests and rules the manufacturers must comply with. In the European Union, the reference for EMC issues in the railway domain is set by the CENELEC standard EN 50121, which deals with several aspects of a generic railway system, from the power-supply infrastructure to rolling stocks and signalling circuits. The introduction of this standard in 1996 has had a strong impact on rolling stock manufacturers, who are now required to test their products for EMC compliancy. As opposed to the automotive domain, the testing of trains cannot be performed in standard facilities, such as anechoic chambers, so that they have to be tested on actual railway lines, typically on the customer's. Industrial experience has shown that results obtained in this way are usually site-dependent, something that is against the very idea of a standard. The aim of this work is to prove the importance of the infrastructure in radiated emission tests, showing that the test results are site-dependent, thus subject to misunderstandings and misinterpretations. To this end, the features of a generic railway system are briefly described, pointing out the great variability in actual configurations, together with the absence of standard solutions. Subsequently, the electromagnetic modelling of a railway system is introduced, dealing with both propagation and radiation phenomena; in particular, the main topic here addressed is the modelling of supply-lines, through a quasi-TEM approach. The finite conductivity of the soil is taken into account by means of a closed-form formulation, thus avoiding numerical methods, and overcoming the limitations of Carson's model. Moreover, special attention is paid to discontinuities that would increase the model complexity, proposing approximated descriptions supported by numerical results. Results obtained with this model are then validated through several measurement campaigns carried out on actual railway lines, proving the effectiveness of the approach here pursued. The model is then employed in order to prove that some criteria in the standard EN 50121, specifically introduced in order to avoid site-dependency, are not realistic, thus leaving this issue unresolved. To this end, numerical examples are considered, assessing the impact of the infrastructure by comparing results obtained with realistic site configurations and with the ideal one envisaged by the standard. These comparisons are at the base of a tentative procedure that would allow to avoid the misinterpretations that triggered this work. Unfortunately, this approach requires an accurate description of the test-site. Since this is hardly the case, an alternative experimental characterization of the site is proposed, based on magnetic field measurements. This approach, involving the solution of an inverse problem, is shown to be feasible through a numerical validation, though its practical utilization requires efficient optimization techniques.

Pour satisfaire aux nouveaux besoins de flexibilité, modularité, d'adaptabilité et de distribution des applications, les paradigmes composants et services ont été déclinés dans des frameworks reconnus comme J2EE, OSGI, SCA ou encore Fractal. Néanmoins, ceux-ci offrent peu d'outils permettant de garantir la fiabilité des applications en raisonnant de manière générique sur leur configuration architecturale et les spécifications des participants. Dans cette thèse, j'envisage l'organisation de la vérification des assemblages, et le diagnostic des défaillances, sous l'angle de l'approche par contrat dirigée par les responsabilités. Pour cela, j'analyse d'abord sous quelles hypothèses intégrer différents formalismes à cette approche, puis comment appliquer cette approche à différentes architectures. J'étudie par ailleurs comment les intervenants de la mise en oeuvre des systèmes pourraient en bénéficier. Cela m'amène à présenter un modèle de contrat, qui intègre et organise différentes propriétés, analysées comme requises pour la validité de l'assemblage, conjointement et uniformément sur différentes architectures. J'en définis le modèle objet qui réifie la logique contractuelle, ainsi que son implémentation sous forme d'un framework. Ce dernier est validé sur l'architecture Fractal et deux formalismes contractuels, l'un à base d'assertions et l'autre de contraintes sur les séquences d'interactions valides entre participants. Une validation plus avancée est montrée sur l'exemple d'une application de communautés instantanées.

Au début des années 2000, les instances aéronautiques ont exprimé le besoin de développer un nouveau système de radiocommunication aéronautique du fait de l'augmentation du trafic aérien et de la saturation croissante des capacités de communication radio entre les aéronefs et les stations de contrôle aérien. L'une des composantes de ce système, nommée L-DACS (" L-band Digital Aeronautical Communication System "), devrait opérer dans la bande L-aéronautique (960-1164 MHz), dans laquelle fonctionnent également de nombreux autres systèmes radioélectriques. La compatibilité radioélectrique (CRE) de L-DACS avec ces systèmes est un des facteurs principaux à prendre en considération dans le développement d'un tel système.L'objectif principal de cette thèse est d'identifier les principaux problèmes reliés à la CRE et d'en étudier les cas critiques. Ces travaux sont fondamentaux en aéronautique, puisque tout dysfonctionnement dans la communication ou dans les systèmes de radionavigation peut mettre en danger la sécurité du vol. Les conclusions de cette thèse contribueront à la normalisation du système L-DACS et à la finalisation de ses spécifications.Dans une première étape, on étudie l'état de l'art dans les communications aéronautiques et en CRE. On analyse en particulier les dernières spécifications des deux systèmes candidats L-DACS. Ensuite, on propose un algorithme de calcul de brouillage dans le but d'étudier la CRE dans le domaine fréquentiel, d'en identifier et d'en traiter les cas critiques. L'analyse fréquentielle étant insuffisante dans plusieurs cas, on propose alors une approche temporelle d'étude de CRE. Après en avoir présenté les avantages, on présente un exemple d'étude de l'effet d'un système L-DACS sur un récepteur DME (" Distance Measuring Equipment ") à l'aide d'un banc de test CRE aéronautique.Cette thèse a été réalisée en collaboration avec la Direction Générale de l'Aviation Civile (DGAC), qui est un acteur principal pour la réglementation des communications et un affectataire de fréquence pour le spectre aéronautique en France. La thèse contribue aux études menées par la DGAC à l'échelle nationale et internationale.Dans les perspectives, on propose la poursuite de cette étude par une approche temporelle plus générale pour étudier la CRE entre des systèmes radioélectriques quelconques en tenant compte de paramètres supplémentaires liés à la dynamique des systèmes et aux propriétés de leurs technologies.

Dans ce mémoire nous proposons une méthode d'analyse a priori des perturbations conduites dans les convertisseurs statiques d'électronique de puissance. Le premier chapitre introduit à la problématique de la compatibilité électromagnétique (CEM). Quelques méthodes classiques pour calculer les perturbations conduites dans les convertisseurs statiques sont passées en revue. Le deuxième chapitre présente l'approche qui est basée sur des modèlès simples de composants semiconducteurs qui permettent une représentation du système pour chaque configuration avec un système d'équations différentielles linéaire. Ceci entraîne un calcul plus aisé du régime permanent et une déduction directe de la décomposition fréquentielle pour les variables électriques intéressantes. L'approche est validée et située par rapport aux méthodes basées sur des simulations temporelles suivies de FFT. Une représentation graphique des perturbations conduites pour une fréquence donnée est proposée afin de faciliter la réflexion du concepteur de convertisseurs statiques en tenant compte des contraintes CEM. Le troisième chapitre est consacré à l'analyse avec la technique proposée de trois cas : un onduleur monophasé, un convertisseur à absorption sinusoïdale et un flyback résonant. La dernière partie de la thèse présente l'application de la méthode à l'optimisation des paramètres d'un filtre ayant comme objectif le respect des normes CEM pour une structure hacheur série.

Le travail présenté dans ce mémoire se rapporte à la recherche de circuits équivàlents à constantes localisées pour représenter le comportement électrique des transformateurs. Il s'inscrit dans la continuité d'une longue étude, commencée en 1988 et menée en collaboration avec plusieurs industriels. Il généralise les travaux antérieurs et mène à la représentation des transformateurs multi-enroulements. Les méthodes générales de représentation et d'identification expérimentale des transformateurs multienroulements sont établies. Pour y parvenir, des repères généraux concernant le nombre d'impédances mesurables, le nombre de pôles et de zéros de ces impédances sont dégagés. Des notions nouvelles, telles que le transformateur de fuite et la modélisation progressive, sont introduites. Un modèle analytique est développé pour rendre compte des effets des courants induits (peau et proximité) dans les conducteurs. La représentation de ces effets par des constantes localisées, impossible à priori puisqu'ils mènent à des impédances proportionnelles à la racine carrée de la fréquence, est résolue. Tout ceci est validé expérimentalement et, en marge de ce travail, un banc destiné à caractériser le rayonnement magnétique des composants magnétiques est étudié et testé avec succès. L'intérêt du travail précédent est illustré par l'étude d'une alimentation à découpage industrielle. Il s'avère que les imperfections du transformateur à trois enroulements exploité par cette alimentation, bien représentées par le circuit équivalent, influent très fortement sur le dimensionnement des autres composants ainsi que sur les perturbations de mode commun du montage. Il est ainsi démontré qu'un modèle précis de transformateur est un élément clé pour concevoir des alimentations à découpage fiables et conformes aux normes de compatibilité électromagnétique en vigueur.