Le concept de systèmes multisources (incluant du stockage de l'énergie) avec une gestion intégrée et optimisée de l'énergie est aussi connu sous le nom de centrale virtuelle. Ce type de centrale est constituée de différentes catégories de générateurs (par exemple : éolien, photovoltaïque, micro turbine hydraulique, micro turbine à gaz, pile à combustible,...) pouvant être associés à différents systèmes de stockage (par exemple : batterie, volant d'inertie, stockage électromagnétique ou SMES, supercondensateur, pompage hydraulique, compression d'air,....). Du point de vue des gestionnaires des réseaux de transport et de distribution, une centrale virtuelle doit pouvoir se comporter comme une centrale classique. Elle doit donc participer pleinement aux services système et le gestionnaire de la centrale doit pouvoir s'engager 24h à l'avance sur la quantité d'énergie électrique qu'il pourra produire. Des systèmes multisources associés à du stockage existent déjà dans des sites isolés (régions peu peuplées, îles,...). Des études et des expériences ont été réalisées sur des réseaux isolés associant des générateurs diesels et éoliens avec du stockage inertiel ou par batteries. L'objectif de ces études est l'augmentation du taux de pénétration de l'éolien en vue de diminuer la consommation de fuel. Les principaux problèmes posés par ces systèmes sont le choix et le dimensionnement du système de stockage, ainsi que la détermination des stratégies de supervision afin d'optimiser la consommation énergétique tout en assurant la stabilité du réseau.

Cette thèse concerne les problèmes de stabilité et de stabilisation des systèmes non linéaires décrits par des modèles flous de type Takagi Sugeno (TS) incluant les contraintes liées à la transmission d'information en réseau, au rejet de perturbations, aux variations paramétriques et à la non fragilité de la commande. L'enjeu consiste à proposer des conditions de stabilité permettant la synthèse des lois de commande centralisées et décentralisées, qui opère à travers un réseau de communication, en utilisant les outils des inégalités linéaires matricielles (LMIs) et l'approche H∞. Nous abordons dans un premier temps, les systèmes commandés en réseau (SCRs) non linéaires représentés par des modèles flous de type TS, puis nous étendons notre étude aux systèmes de grande dimension pour synthétiser des lois de commande décentralisées. Au final, présentons la validation en simulation sur un modèle du véhicule pour le contrôle global de châssis (CGC) garantissant la sécurité et l'agrément de conduite / This thesis studies the stability and stabilization problems of nonlinear systems described by Takagi Sugeno (TS) fuzzy models including the constraints related to the networked transmission, to the disturbance rejection, to the parametric variations and to the non fragility of controller.The challenge is to provide asymptotic stability sufficient conditions developed for the design of centralized and decentralized control laws, that operates through a communications network, using linear matrix inequalities (LMIs) and H∞ approach. We address initially, nonlinear networked controlled systems (NCSs) described by TS type fuzzy models, and we extend our study to large scale systems for the design of decentralized control laws. Finally, we present simulation validation on the vehicle model for the Global Chassis Control (GCC) ensuring the safety and driveability

Assurer l'appropriation des données personnelles et l'interopérabilité des applications Web sociaux décentralisées est actuellement un sujet controversé, surtout en prenant compte des aspects de la vie privée et du contrôle d'accès. Il est important d'améliorer le Web social de telle manière à permettre des modèles d'affaires viables tout en étant capable de fournir une plus grande appropriation des données et l'interopérabilité des données par rappport à la situation actuelle. A cet égard, nous avons concentré notre recherche sur trois thèmes différents: le contrôle d'identité, l'authentifiaction et le contrôle d'accès. Tout d'abord, nous abordons le sujet de l'identité décentralisée en proposant un nouveau standard Web appelé "Web Identity and Discovery" (WebID), qui offre un mécanisme d'identification simple et universel qui est distribué et ouvertement extensible. Ensuite, nous passons à la question de l'authentification où nous proposons WebID-TLS, un protocole d'authentification décentralisé qui permet l'authentification sécurisée, simple et efficace sur le Web en permettant aux personnes de se connecter à l'aide de certificats clients. Nous étendons également WebID-TLS, en offrant des moyens d'effectuer de l'authentification déléguée et de la délégation d'accès. Enfin, nous présentons notre dernière contribution, un service de contrôle d'accès social, qui sert à protéger l'accès aux ressources Linked Data générés par les utilisateurs (par exemple, les données de profil, messages du mur, conversations, etc) par l'application de deux mesures: la "distance de proximité sociale" et "contexte social" / Ensuring personal data ownership and interoperability for decentralized social Web applications is currently a debated topic, especially when taking into consideration the aspects of privacy and access control. Since the user's data are such an important asset of the current business models for most social Websites, companies have no incentive to share data among each other or to offer users real ownership of their own data in terms of control and transparency of data usage. We have concluded therefore that it is important to improve the social Web in such a way that it allows for viable business models while still being able to provide increased data ownership and data interoperability compared to the current situation. To this regard, we have focused our research on three different topics: identity, authentication and access control. First, we tackle the subject of decentralized identity by proposing a new Web standard called "Web Identity and Discovery" (WebID), which offers a simple and universal identification mechanism that is distributed and openly extensible. Next, we move to the topic of authentication where we propose WebID-TLS, a decentralized authentication protocol that enables secure, efficient and user friendly authentication on the Web by allowing people to login using client certificates and without relying on Certification Authorities. We also extend the WebID-TLS protocol, offering delegated authentication and access delegation. Finally we present our last contribution, the Social Access Control Service, which serves to protect the privacy of Linked Data resources generated by users (e.g. pro le data, wall posts, conversations, etc.) by applying two social metrics: the "social proximity distance" and "social contexts"

La production d'énergie décentralisée peut réduire à la fois les émissions, le coût énergétique, les pertes de transmission et de distribution associés aux grandes centrales énergétiques. Les microturbines, turbines à gaz inférieures à 1 MW, peuvent se développer dans le marché de la décentralisation à condition d'augmenter significativement leur efficacité. L’approche poursuivie est l’augmentation de la température de combustion de 1200 à 1600K dans un cycle récupéré. Le refroidissement de pales métalliques pour des microturbines récupérées nécessiterait une grande quantité d’air et réduirait l’efficacité. Le passage vers des matériaux réfractaires comme la céramique est nécessaire. Pour augmenter la fiabilité des turbines en céramique, les pales sont maintenues en compression par une jante en polymère renforcé de fibres de carbone dans un rotor renversé. La protection thermique du plastique est assurée par l'action combinée d'ailettes de refroidissement placées entre les pales et la jante et par un flux d'air froid purgé du compresseur vers les ailettes. L'étude présentée ici prédit les performances de cycle pour les turbines en céramique renversées. Un modèle numérique est construit à partir du cycle de Brayton dans lequel le bilan thermodynamique pour la turbine inclut les pertes énergétiques associées au concept. Les pertes modélisées sont les pertes de chaleur dans la turbine, la friction aérodynamique du rotor, les fuites d’air et de gaz, le pompage d’air de refroidissement. Les résultats montrent que l'efficacité du moteur peut atteindre 45% (avec un écart type de 1%), ce qui représente près de 8 points de gain sur les efficacités des microturbines commerciales (tous cycles thermodynamiques confondus). Les pertes associées au concept de turbine renversée ne dépassent pas 15 kW pour un moteur de 240 kW. Le débit d'air pour maintenir la jante à 600 K ne dépasse pas 6% de l'écoulement principal et la jante est soumise à 75% de la tension maximale tolérable par la fibre. Une turbine renversée est donc un concept qui offre le potentiel de révolutionner la production d'énergie distribuée en permettant d'égaler l'efficacité des génératrices Diesel.

Les travaux de cette thèse portent sur la stabilisation des systèmes non linéaires à grandes dimensions. Il s’agit de décomposer le système de grandes dimensions en un ensemble de n sous-systèmes interconnectés. Ensuite, en tenant compte de la nature des sous-systèmes, un ensemble de lois de commande décentralisées, composée de n lois de commande locale, peut être synthétisé. Ainsi, chaque loi de commande locale est associée à un sous-système et permet de le stabiliser indépendamment des autres sous-systèmes. Trois classes de systèmes sont ainsi traitées dans le cadre de cette thèse : les systèmes non linéaires interconnectés et les systèmes hybrides interconnectés (linéaires ou non linéaires).Premièrement, on s’est intéressé à l’étude de la stabilisation des systèmes non linéaires interconnectés représentées par des multi-modèles de type Takagi-Sugeno (TS). En effet, un multi-modèle TS permet de représenter un système non linéaire affine par un ensemble de modèles linéaires interconnectés par des fonctions non linéaires. Afin de réduire le conservatisme des approches quadratiques de Lyapunov existantes, de nouvelles conditions écrites sous forme d’inégalités linéaires matricielles (LMI) ont été proposées sur la base d’une fonction non quadratique de Lyapunov candidate. Ces conditions permettent ainsi la synthèse des contrôleurs TS décentralisés proposés. Dans le but d’étendre les résultats obtenus au cas des systèmes non linéaires et hybrides de grandes dimensions, on s’est ensuite intéressé à l’étude de la stabilisation des systèmes linéaires à commutations interconnectés via l’emploi de fonctions multiples de Lyapunov. Enfin, des conditions de stabilisation pour les systèmes non linéaires interconnectés à commutations, composés de sous-systèmes TS à commutations, ont été proposées sous forme LMI. / This thesis focuses on the stabilization of nonlinear large scale systems. Hence, a global large scale systemcan be described by a set of n interconnected subsystems. Then, based on the subsystem’s nature, adecentralized control law, composed of a set of n local control law is proposed. Each local control law isable to stabilize the subsystem for which it is synthesized. In this thesis, three classes of dynamical systemsare considered : nonlinear interconnected systems, switched linear interconnected systems and switchednonlinear interconnected systems.First, based on Takagi Sugeno (TS) modeling, the decentralized stabilization of nonlinear interconnectedsystems has been studied. In order to relax quadratic Lyapunov approaches, one has considered nonquadratic Lyapunov functions. Then, based on multiple Lyapunov switched functions, the stabilization oflarge scale linear switched systems is proposed. Hence, a decentralized switched control law designmethodology has been developed to ensure the stability of the proposed class of hybrid systems. Finally,the stabilization of nonlinear switched interconnected systems as been considered such that each nonlinearsubsystem is described by a TS model.

L'objectif principal de la thèse a donc été d'étudier les architectures (topologie de réseaux, mode de distribution, fonctionnement des sources d'énergie, etc) de réseaux de distribution possibles et adaptés au problème de l'électrification rurale. Le chapitre I expose le contexte de l'électrification rurale en détaillant tout d'abord les enjeux de l'électrification rurale pour un développement économique durable puis les ressources énergétiques de ces pays ainsi que les différentes architectures de réseaux existant. Un cahier des charges général de l'étude est enfin défini. Le chapitre II décrit la méthode de dimensionnement développée afin de comparer le coût de différentes architectures et de choisir la mieux adaptée. Le chapitre III montre une méthode permettant de dimensionner les systèmes d'Electrification Rurale Décentralisée comportant des groupes électrogènes, des batteries et des éoliennes. Le chapitre IV décrit les résultats d'une étude de fiabilité qui a été réalisée sur les différentes solutions développées. Le chapitre V décrit le travail réalisé pour analyser le fonctionnement d'un centre de production constitué par un groupe électrogène et une éolienne.

Les efforts fournis par les exploitants du réseau électrique ont permis d'atteindre, aujourd'hui, un très bon niveau de fiabilité du réseau de transport et une disponibilité des réseaux de distribution tout à fait convenable. Néanmoins, considérant les modifications induites par les connexions de petits producteurs indépendants aux réseaux de distribution, les exploitants expriment un besoin d'évaluer la sûreté de fonctionnement de ces nouveaux réseaux. Les réseaux électriques présentent plusieurs particularités fonctionnelles, mises en évidence par l'étude qualitative des défaillances, comme les charges dispersées à plusieurs endroits du réseau, la topologie variable du réseau et certains phénomènes électrotechniques qui doivent être pris en compte pour modéliser les événements que peut subir le système. La méthode de calculs de sûreté retenue est la simulation Monte Carlo, méthode probabiliste la plus performante et la plus souple d'utilisation au regard de la complexité des réseaux étudiés. Nous avons consacré une première partie des travaux sur le cas d'un départ HTA auquel est connecté une centrale de cogénération. La méthode a été appliquée sur un logiciel de simulation de réseaux de Petri stochastiques. Puis une deuxième partie a concerné l'étude d'un réseau BT alimenté uniquement par des générations dispersées. Ici, la complexité des événements a nécessité de coder et de développer la méthode dans un environnement de programmation permettant l'intégration de modules de calculs de réseaux (répartition de charges, courts-circuits, délestage, gestion des puissances produites,...) afin de pouvoir diagnostiquer l'état du système durant les événements simulés.

Ayant rappelé brièvement quelques réalisations matérielles de réseaux de neurones artificiels dans un premier chapitre cette thèse propose une architecture distribuée, synchrone fondée sur l'existence d'un processeur neurone autonome. Ce processeur pourra être personnalise suivant les caractéristiques du réseaux de neurones a implanter et pourra être connecte a d'autres neurones pour former un réseau de structure et de dimension fixées. Ce neurone se présente comme un circuit dédié fabrique dans un temps court dans un environnement du type compilateur de silicium. Un tel neurone a été conçu et fabrique et s'est avéré complètement opérationnel. Il implémenté sous sa version fabrique uniquement la phase de relaxation. Dans un troisième chapitre, on montre que sans modification de l'architecture, on peut inclure des possibilités d'apprentissage. Pour ceci un algorithme d'apprentissage par la rétropropagation du gradient a été propose et étudié et on montre son implantation sur le réseau de neurones propose en précisant l'adjonction dans la partie de contrôle du neurone a implanter. Enfin, dans un dernier chapitre, nous explorons la possibilité de réaliser de très grands circuits ce qui serait très judicieux pour faire face a la taille des réseaux de neurones requise pour les applications. Pour ceci, nous explorons les possibilités d'intégration tranche entière. En effet, il existe une tolérance aux fautes intrinsèques au calcul neuronal et de plus l'implantation physique régulière doit permettre d'isoler et d'exclure les neurones défaillants. Les possibilités d'implantation physique d'une architecture tranche entière sont donc présentées dans ce chapitre

Le développement de la production éolienne permet de satisfaire les objectifs de lutte contre le réchauffement climatique. Cependant, dans certaines zones du réseau électrique, l'intégration d'un volume important de production peut créer des congestions qui traduisent l'incapacité du réseau à évacuer cette production. Les méthodes actuelles pour gérer les congestions sont basées sur des calculs prévisionnels de restrictions de production qui peuvent entrainer des pertes de production importantes pour le renouvelable. Cependant, dans le cadre d'un développement important du renouvelable, il est nécessaire de définir une méthodologie de gestion des congestions fiable, optimale du point de vue économique et non discriminatoire pour la production renouvelable.Dans le cadre de cette thèse, la méthodologie de gestion des congestions locales proposée repose sur l'usage d'un contrôle correctif. Le contrôle correctif est basé sur une boucle de régulation et un algorithme utilisant les réseaux de Petri. Une étude de stabilité de la boucle de régulation a montré que les marges de stabilité dépendantes des gains composant la boucle sont suffisantes. L'algorithme permet de définir les groupes de production à choisir pour la gestion des congestions en considérant leur coût d'utilisation et leur impact sur la congestion. Les essais, effectués sous le logiciel EUROSTAG, ont montré la pertinence de la méthodologie proposée et sa capacité à s'adapter à l'insertion des moyens de production. De plus, des conclusions générales sur les différents coûts associés à la gestion des congestions en fonction des différentes règlementations régissant la production renouvelable ont été obtenues

L'intégration des énergies renouvelables a conduit à introduire la notion d'utilisation locale de ces nouvelles sources de production. Nous pouvons définir le paradigme de microréseau comme une agrégation de plusieurs sources d'énergie distribuée qui peuvent alimenter leurs charges locales. Ces microréseaux peuvent être îlotables pour garantir la continuité de service et l'alimentation des charges. Pour assurer la fiabilité du réseau, une stratégie de protection des générateurs et du microréseau lui-même a été proposée. Dans ce mémoire, les points communs et les différences entre les générateurs classiques et les générateurs connectés au réseau à l'aide de convertisseur d' d'électronique de puissance sont présentés. Ensuite, nous présentons la conception d'une source de tension à base d'une micro-turbine à gaz comme source d'énergie primaire contrôlable. Nous étudions les possibilités pour le générateur de demeurer connecté dans les conditions du creux de tension (fault-ride-through) tout en étant protégé contre les surintensités. Nous avons proposé deux solutions différentes permettant de limiter ces courants du générateur. De plus, pour assurer la continuité d'alimentation des charges en deux modes de fonctionnement, nous avons intégré un détecteur de l'ilotage basé sur le relais ROCOF dans le système de commande du générateur. Une validation expérimentale pour ces travaux a été réalisée en utilisant la simulation temps réel PHIL. Finalement, un plan de protection coordonnée valide dans les deux modes de fonctionnement et avec les différents types de source est présenté. Cette stratégie a été testée sur un exemple de microréseau simulé sur le simulateur temps réel