Dans le domaine de l'électromagnétisme, les réseaux de réluctances sont parfaitement adaptés aux problématiques de pré-dimensionnement. Leur mise en équations est cependant une tâche fastidieuse et souvent source d'erreurs, et souffre d'un manque d'outil adapté.<br />Nous nous proposons ici de formuler cette méthode dans le cas général, puis de l'implémenter dans un outil dédié. Afin d'enrichir les modèles, le calcul des énergies et de la force sont également proposés, ainsi que sa dérivation automatique pour assurer sa compatibilité avec des algorithmes d'optimisation utilisant les gradients.<br />La problématique de simulation des régimes transitoires est également abordée à travers une méthodologie permettant de mettre en place des modèles dynamiques faisant intervenir les couplages avec les parties électrique et mécanique. Une attention particulière est portée sur leur formulation en vue de l'intégration des équations différentielles par des méthodes numériques.

L'administration des systèmes informatiques modernes est une tâche de plus en plus complexe et coûteuse. En effet, l'architecture de ces systèmes n'est pas en géneral suffisamment modulaire pour permettre l'adaptation aux événements extérieurs (pannes, variation des performances, attaques de sécurité, etc.). Dans cette thèse, nous nous intéressons à l'administration des intergiciels qui a fait l'objet de moins de travail que l'administration des couches physiques et des systèmes d'exploitation.<br /><br />Nous proposons, d'abord, une démarche pour rendre les intergiciels patrimoniaux administrables, c'est à dire facilement configurables, déployables et adaptables à l'exécution. Cette approche consiste à transformer l'architetcure des intergiciels en une architecture explicite à base de composants. Ensuite, nous proposons un système d'administration automatisant certaines fonctions de l'administration, telles que le déploiement, la mise à jour de code et la réparation des pannes.<br /><br />Nous avons appliqué notre approche à l'administration d'un serveur d'applications J2EE patrimonial, JOnAS. JonasALaCarte est le nom du serveur J2EE administrable obtenu. Nous montrons que la configuration et le déploiement du serveur dans des environnements distribués sont simplifiés. De plus, de nouvelles propriétés de reconfiguration dynamique sont introduites comme la mise à jour dynamique de code et l'auto-réparation des pannes.

L'un des problèmes majeurs rencontrés par la robotique est celui du développement d'architectures logicielles de contrôle des robots. Ceci s'explique par la complexité sans cesse croissante de ces architectures, qui doivent intégrer toujours plus de fonctionnalités de divers niveaux d'abstraction (de planification, d'asservissement, de perception, de gestion des modes de fonctionnement, etc.) et qui nécessitent la prise en compte du caractère temps-réel du contrôle. Par ailleurs, les fonctionnalités s'appuyant, directement ou non, sur un ensemble d'éléments matériels embarqués sur le robot, une architecture doit pouvoir être adaptée en fonction de l'évolution technologique (nouveaux capteurs et actionneurs, remplacement d'éléments de la partie opérative, etc.). L'enjeu actuel est donc de définir et intégrer des fonctionnalités sous forme de briques logicielles réutilisables au sein d'architectures de contrôle évolutives, de manière à simplifier le développement. Après avoir fait un tour d'horizon des propositions actuelles, le manuel présente CoSARC, une méthodologie originale couvrant l'intégralité du processus de développement d'un contrôleur de robot. La méthodologie est basée sur un modèle d'architecture et sur un langage à composants. Inspré des propositions historiques d'architectures hybrides, le modèle d'architecture constitue la base du processus de développement. Il définit une organisation générique intégrant une vision hiérarchique du contrôle et il s'appuie sur des concepts abstraits indépendants de tout domaine d'application, tel que celui de ressource . La construction d'une architecture est réalisée en fonction du modèle et à l'aide des éléments d'un langage à composants. Ces éléments correspondent à différentes catégories de composants : composants de représentation dédiés à la description des connaissances sur le monde du robot, composants de contrôle dédiés à la description des activités du robot, composants connecteurs dédiés à la description des protocoles régissant les interactions entre composants de contrôle, composants de configuration dédiés à la description d'une architecture et de son déploiement. Un des aspects essentiels de certains de ces composants réside dans le fait que leur comportement est exprimé sous la forme d'un réseau de Petri à Objets. L'expressivité et la pertinence de la méthodologie sont démontrés sur un exemple traitant du développement d'un robot manipulateur mobile.

Le développement des applications distribuées, amenées de plus en plus à s'exécuter sur des machines aux caractéristiques hétérogènes, tend à se complexifier. Le modèle à composants apporte une réponse à ce problème en favorisant la réutilisabilité du code. Par ailleurs, les services techniques, offerts par les plates-formes à composants, allègent le code source et améliorent la qualité de service. Cependant, ces services techniques, conçus pour une exécution statique sur des machines serveurs, ne s'adaptent pas à d'autres contextes d'exécution. Leur développement sous forme d'objet notoire empêche leur adaptation. De plus, l'ensemble des services techniques fournis par la plate-forme à composants est figé. La première contribution de cette thèse consiste à définir un modèle de conception et de développement des services techniques basé sur le modèle à composants Fractal. Ce processus aboutit à la définition de personnalités d'un service (P1S) répondant chacune à un contexte d'utilisation, ainsi qu'à une redéfinition de l'assemblage formé par l'application et ses services techniques. Notre seconde contribution est un service de gestion de l'adaptation des services techniques qui permet de détecter les changements d'environnement d'exécution grâce à un moniteur, de localiser les services techniques et d'identifier la personnalité la plus adaptée au nouvel environnement grâce à un annuaire dédié aux services techniques. La faisabilité de nos propositions a été validée à travers la conception et l'implantation d'un service transactionnel multi-personnalités ainsi que l'implantation du système de gestion de l'adaptation.

L'augmentation en taille et en complexité des systèmes réactifs font que leur vérification est de plus en plus difficile à comprendre et à appréhender. Dans cette thèse, une approche est proposée pour spécifier et vérifier compositionnellement certains de ces systèmes.<br /><br />Cette approche est basée sur un principe de décomposition supportant un raffinement compositionnel au niveau des composants et au niveau de leur produit synchronisé~: une méthode est présentée pour vérifier le raffinement d'un système à composants à partir du raffinement de ses composants.<br /><br />Les propriétés LTL sont préservées par le raffinement compositionnel présenté ici. De plus, certaines propriétés -- comme les invariants et les propriétés LTL de sûreté -- peuvent être vérifiées compositionnellement durant la phase de vérification du raffinement.<br /><br />Un outil, nommé SynCo, implante cette approche de vérification compositionnelle. Les différents aspects de ce travail sont illustrés par plusieurs exemples~: un robot industriel, un système d'essuyage et un porte-monnaie électronique.

Ce travail s'intéresse à l'étude des propriétés de transport d'un système interférentiel fabriqué à l'interface d'une hétérostructure semiconductrice AlGaAs/GaAs à modulation de dopage. Il s'agit d'un interféromètre électronique en forme d'anneau, dont le principe de base repose sur l'effet Aharonov-Bohm (AB), transposé à la physique du solide. Cet effet est directement dû à l'influence d'un champ électromagnétique sur la phase de la fonction d'onde d'un électron. Nos mesures ont été réalisées sur des échantillons à forte mobilité, pour lesquels la longueur de cohérence de phase Lphi est grande devant les dimensions du système, et dans le régime de transport balistique. Tout d'abord, notre étude expérimentale a porté sur la dépendance en température des oscillations AB. Nous avons montré que celle-ci peut être comprise en termes de probabilité de transmission à travers les états propres de l'anneau. Un modèle numérique basé dur le faible couplage entre l'anneau et les réservoirs d'électrons permet de retrouver les données expérimentales, à condition toutefois de tenir compte de l'énergie de charge due aux répulsions Coulombiennes. Les résultats expérimentaux suivants renforcent encore cette hypothèse, en s'inscrivant dans la cohérence du raisonnement. Ainsi, lorsque la tension de grille, qui recouvre la totalité de la structure, à savoir les deux bras de l'anneau, varie de manière continue, la phase des oscillations de la magnétorésistance change brusquement de 0 à pi, avec l'apparition d'oscillations intermédiaires de fréquence double, c'est à dire de période apparente h/2e. Les mêmes effets sont observés lorsque l'on applique un courant de polarisation. Ces mesures suggèrent que les propriétés électroniques de l'anneau sont le reflet direct du spectre, et que nous avons donc réalisé la spectroscopie d'un anneau mésoscopique.

La manipulation optique d'objets en surface d'un guide d'onde représente une approche potentiellement intéressante pour le développement de microsystèmes de tri de particules. Toutefois, la mise en oeuvre de ces dispositifs est actuellement freinée par des performances limitées en terme de propulsion mais aussi par une mauvaise maîtrise des interactions mises en jeu sur des objets métalliques. Ces difficultés ont jusqu'alors interdit la manipulation d'objets biologiques sur ces composants. A travers une étude théorique, nous proposons une méthode originale de calcul des forces optiques s'exerçant sur un objet en surface d'un guide d'onde. Elle permet de mettre en évidence l'existence de forces de gradient répulsives, sur des billes métalliques, dans certaines conditions. L'élaboration d'un dispositif expérimental dédié à la manipulation de particules nous a permis de valider ce modèle et de mettre en évidence une forte dépendance des vitesses des billes métalliques micrométriques avec la polarisation de la lumière. Ces observations illustrent l'impact des forces de gradient sur le mouvement des particules. D'un point de vue plus appliqué, le modèle théorique développé nous a permis de concevoir des structures guidantes destinées à optimiser la propulsion des particules. Expérimentalement, l'utilisation de guides en nitrure de silicium a effectivement conduit à améliorer de façon conséquente les performances des dispositifs existants. Celles-ci nous ont permis d'élargir le champ d'application de cette technique au domaine de la biologie et de mettre en oeuvre le déplacement et la concentration de cellules sur des guides d'onde, sans aucun marquage.

Cette thèse propose de généraliser l'utilisation de la transformation de programmes, pour la construction d'un lien efficace entre les parties fonctionnelle et non-fonctionnelle (ou technique) d'un système logiciel. Dans ce cadre, nous avons développé un système de transformation (Jabyce), avec pour objectifs la possibilité d'implanter tous les transformateurs de programmes possibles, leur encapsulation pour systématiser leur réutilisation, et la possibilité de les composer arbitrairement et efficacement. Pour cela, Jabyce a deux caractéristiques : les transformateurs sont conçus sous la forme de composants logiciels dans un modèle de composant général (Fractal), et les programmes transformés sont représentés par des séquences d'interactions au lieu de graphes d'objets (représentation classique). Une extension de la catégorisation classique des systèmes de transformation de programme nous permet une comparaison exhaustive de Jabyce aux autres systèmes existants, qui montre que, grâce à ses caractéristiques, Jabyce facilite significativement la conception de transformateurs complexes, et offre les mécanismes de composition de transformateurs les plus efficaces et les plus flexibles. Jabyce a été validé expérimentalement dans le cadre de la construction d'un environnement de persistance transparente d'objets Java, et celle d'une Machine Virtuelle Java modulaire basée sur la compilation statique. Un autre apport original de ce travail est l'introduction de la problématique du traitement des erreurs dans les systèmes de transformation de programmes, et la conception d'un système de traitement d'erreur adapté à Jabyce.

L'approche à composants promeut la construction de logiciels à partir de l'assemblage de briques logicielles réutilisables appelées composants. Cette approche ne suppose cependant pas que les fonctionnalités offertes par les composants puissent être disponibles dynamiquement. La disponibilité dynamique fait référence à la situation où des fonctionnalités fournies par des composants qui forment une application deviennent indisponibles ou disponibles de façon continue et en raison de causes diverses, comme le déploiement des composants à l'exécution. Les changements dans les fonctionnalités ont lieu au cours de l'exécution de l'application et sont en dehors de son contrôle. Pour les supporter, une application doit être capable de s'adapter, par exemple en cherchant une fonctionnalité remplaçante ou en incorporant des nouvelle fonctionnalités. Bien que cette situation puisse être supportée dans les modèles à composants actuels, ce support n'est pas explicite et doit être réalisé à travers la programmation. Ceci résulte dans un mélange de logique applicative et de logique d adaptation dédiée à la gestion de la disponibilité dynamique. Ce travail propose un moyen de supporter la disponibilité dynamique dans un modèle à composants à partir d une approche qui introduit d un côté des concepts de l'approche à services dans le modèle à composants et d un autre des concepts permettant à un environnement d exécution, associé au modèle, d'adapter dynamiquement une application à partir d'informations fournies par les composants qui la constituent. Ce travail présente d'abord une étude des approches à composants et à services, et ensuite les concepts et l'implémentation d'un modèle à composants orienté services. Cette implémentation a été évaluée dans un contexte industriel et a été libérée comme un projet de source libre.

Ce travail de thèse s'inscrit dans la démarche engagée depuis quelques années et concernant l'intégration monolithique en électronique de puissance avec pour objectif de faire émerger une nouvelle structure de bras d'onduleur plus compacte, plus fiable et plus performante. En s'appuyant sur des technologies à base de transistors " complémentaires " sur substrat N et P, la nouvelle structure étudiée présente de nombreux avantages vis-à-vis de la CEM conduite, de la simplification de commande rapprochée et de la mis en œuvre. Ces aspects sont abordés et validés de manières "théoriques" et expérimentales. Le point pénalisant concernant le rendement de la structure par l'introduction du transistor sur substrat P est également analysé et de nouvelles topologies sont proposées afin d'améliorer cette limitation. Des techniques d'alimentation pour la commande bipolaire offrant un niveau maximal intégration sont ainsi développées.