La complexité et le besoin en bande passante des architectures de communication avioniquene cessent de croitre avec le nombre des calculateurs et l’expansion des données échangées. Latechnologie AFDX a été introduite pour offrir des communications haut débit (100Mbps) pourles avions de nouvelle génération. Cependant, ce réseau commuté est déployé de manièreentièrement redondante, ce qui conduit à des quantités importantes de câbles, augmentant lepoids et les coûts d’intégration. Pour faire face à ces problèmes, on propose dans cette thèsel’intégration d’un réseau Ethernet en anneau comme une solution principale pour diminuerle poids et la complexité liés au câblage. Dans ce contexte, notre objectif est de concevoir etvalider un nouveau réseau de communication avionique, AeroRing, basé sur de l’EthernetGigabit avec une topologie anneau. / The inherent complexity and bandwidth requirement of avionics communication architecturesare increasing due to the growing number of interconnected end-systems and theexpansion of exchanged data. The Avionics Full Duplex Switched Ethernet (AFDX) has beenintroduced to provide high-speed communication (100Mbps) for new generation aircraft.However, this switched network is deployed in a fully redundant way, which leads to significantquantities of wires, and thus increases weight and integration costs. To cope with thesearising issues, integrating ring-based Ethernet network in avionics context is proposed in thisthesis as a main solution to decrease the wiring-related weight and complexity. In this context,our main objective is to design and validate a new avionic communication network, calledAeroRing, based on a Gigabit Ethernet technology and supporting a Full Duplex ring topology.To achieve this aim, first, a benchmarking of the most relevant Real-Time Ethernet (RTE)solutions supporting ring topologies vs avionics requirements has been conducted, and weparticularly assess the main Performance Indicators (PIs), specified in IEC 61784-2. Thisbenchmarking reveals that each existing RTE solution satisfies some requirements better thanothers, but there is no best solution in terms of all the requirements.

On assiste de nos jours à une utilisation croissante des systèmes RFID (Radio Frequency IDentification systems) dans diversdomaines d’application (logistique, systèmes de production, inventaires, traçabilité, etc.). Certaines de ces applicationsprésentent un caractère critique à l’image du respect de la chaîne de froid lors de l’acheminement de denrées alimentaires oudans le cas de systèmes de manutention de bagages dans les aéroports. Or, la sensibilité des systèmes RFID vis-à-vis de leurenvironnement, notamment des perturbations électromagnétiques ou de la présence d’obstacles, les rend vulnérables. Demême, de par le nombre important d’éléments (étiquettes, lecteurs) mis en oeuvre dans de tels systèmes, des comportementserronés peuvent survenir en raison de fautes dans les divers éléments constituant le système. D’où l’importance et la nécessitéde traiter le problème de la sûreté de fonctionnement et de la tolérance aux fautes dans le but de rendre ces systèmes plusrobustes.L’objectif de cette thèse concerne la proposition d’approches logicielles de test et de diagnostic en ligne adaptées aux systèmesRFID en vue d’améliorer leur robustesse. Depuis quelques années, une exploitation efficace des systèmes RFID a vu ledéveloppement d’intergiciels ou de middlewares RFID, dont le rôle est de proposer des services permettant la gestion desquantités de données importantes en provenance des lecteurs RFID. L’utilisation de tels intergiciels est d’un grand intérêt pourla sûreté de fonctionnement des systèmes RFID en raison de la nature distribuée de ces systèmes ; en particulier, grâce àl’intégration des mécanismes de sûreté de fonctionnement, plus précisément le test et le diagnostic en ligne, au niveau dumiddleware. Dans cette thématique, nous avons proposé plusieurs solutions pour couvrir les deux couches centrales du systèmeà savoir la couche middleware et son interface de communication avec les sources de données, le protocole LLRP (Low LevelReader Protocol). Nous avons proposé une solution middleware compatible avec le standard de communication des systèmesRFID, et utilisée comme un réceptacle pour une solution algorithmique de diagnostic probabiliste qui permet de détecter lesdéfaillances potentielles des composants du système sur la base d’un modèle probabiliste qui tient compte de l’environnementd’exécution. Ensuite, nous avons proposé un mécanisme d’analyse des fichiers log de l’interface de communication LLRP,complémentaire à l’algorithme probabiliste et qui permet d’approfondir le diagnostic en recherchant les causes de la défaillancedétectée sur la base de différentes signatures de défaillances déjà établies. Enfin, nous avons proposé une extension dustandard de communication LLRP qui tient compte de plusieurs comportements défaillants dans le but de rendre ce dernier plusfiable. / We are witnessing today a growing use of RFID (Radio Frequency IDentification) systems in various application areas (logistics,production systems, product traceability, etc.). Some of these applications are critical such as food-related cold chain logistics orbaggage handling systems in airports. Nevertheless, RFID are very sensitive to their environment, including electromagneticdisturbances or presence of obstacles, making them error-prone. Also, because of the large number of elements (tags, readers,and sensors) constituting current RFID systems, erroneous behaviors are more frequent. Hence, it is important to address all theproblems related to RFID system dependability and deal with them in order to make these systems more robust.The goal of this thesis is the development of software test and online diagnosis facilities for RFID systems to improve theirrobustness. In recent years, the effective use of RFID systems has seen the development of RFID middleware solutions, whoserole is to provide services for the management of large amounts of raw data of the various RFID sources. Due to the distributednature of current RFID systems, the use of such solutions is of great interest regarding the improvement of RFID systemdependability. In particular, thanks to the integration of dependability mechanisms, specifically the online test and diagnosisapproaches in the RFID middleware solution. In addition, because of the middleware is considered as the backbone of an RFIDsystem, whereby the whole RFID dataflow passes; all the needed information will be availabe to our proposed approaches toperform a correct diagnosis. We proposed several solutions to cover the two main layers of RFID systems; namely, themiddleware layer and the communication layer between the middleware and the data sources, the Low Level Reader Protocol(LLRP). We have proposed a LLRP compliant middleware solution, used to accommodate a probabilistic diagnosis algorithm todetect potential failures of the RFID system components on the basis of a probabilistic model that takes into account theexecution conditions. Then, we proposed a complementary mechanism to the previous algorithm for analyzing the log files ofthe LLRP communication interface allowing further analysis by looking for the causes of the detected failures on the basis of an already defined set of failure signatures. Finally, we proposed an extension of the LLRP standard to make it more reliable bytaking into account several RFID failures.

La biodiversité est définie comme la variété et la variabilité du monde vivant sous toutes ses formes. Elle est souvent appréhendée par la richesse en espèces. Pourtant il existe d'autres « facettes » de la biodiversité (telles que la diversité phylogénétique et fonctionnelle) qui sont à considérer pour comprendre la plupart des processus évolutifs et écologiques. Aujourd'hui, la prise en compte de ces différentes facettes ainsi que les services des écosystèmes –bénéfices que les humains retirent directement des écosystèmes – sont au cœur de l'agenda européen de la conservation. Cependant pour mettre en place de nouvelles actions, une meilleure compréhension des variations spatiales de ces différentes facettes et de leurs relations avec les services des écosystèmes est nécessaire. Ce travail visait à quantifier, décrire et comprendre la distribution de la richesse spécifique et de la diversité phylogénétique et fonctionnelle des tétrapodes d'Europe et leurs liens avec les services écosystémiques. L'étude des patrons spatiaux de la diversité phylogénétique pour différents groupes taxonomiques a montré une absence de recouvrement, une protection inégale et a permis d'identifier des zones particulières d'histoire évolutive indétectables par le prisme unique de la richesse spécifique. Alors que les facteurs environnementaux liés au climat (comme la température ou la productivité primaire) semblent être prépondérant pour expliquer la distribution de chaque facette de diversité, leurs influences respectives varient selon la facette considérée. Enfin, la comparaison de différents scénarios de conservation dans lesquels plus d'importance est donnée soit à la protection de la biodiversité soit à celle des services écosystémiques a mis en avant des relations complexes (synergies et compromis) et non prédictibles mettant en évidence les enjeux liés à la protection simultanée de plusieurs groupes d'espèces, plusieurs facettes de diversité et d'un éventail de services écosystémiques. / Biodiversity is defined as the variety and variability of living organisms on Earth and is often measured through species richness. However, biodiversity is composed of other facets (e.g. phylogenetic and functional diversity) that need to be considered to account for evolutionary and ecological processes. Considering these multiple facets of biodiversity together with ecosystem services – direct benefit human obtain from nature – is central in the European conservation agenda. However, to propose new planning strategies, a better understanding of the spatial variation of these different facets and their relationships to ecosystem services is crucial. The objective of this Ph. D. project was to better quantify, describe and understand the spatial variation of different biodiversity facets and analyse their links to ecosystem services. The study of spatial pattern of phylogenetic diversity showed a low overlap between the different taxonomic groups and an unequal protection within the current European protected areas system. This analysis allowed identifying areas of particular evolutionary history, which would be undetectable through the unique lens of species richness. Although environmental factors related to climate (e.g. temperature, primary productivity) seemed to best explain each facet, their relative importance varied across biodiversity facets. Finally a comparison of conservation scenarios where priority was given either to protecting biodiversity protection or to protecting ecosystem services highlighted complex and unpredictable relationships (synergies and trade-offs) and stressed out the stakes linked to the simultaneous protection of different facets of diversity of multiple taxonomic groups and a set of ecosystem services.

Le contexte incertain dans lequel évoluent les applications embarquées influencefortement ces dernières. L'objectif de disponibilité induit généralement une forteredondance matérielle et fonctionnelle. A l'inverse, le paramètre de consommation prôneun nombre et un fonctionnement à minima des ressources. Avec la réduction de latechnologie, la variabilité des procédés de fabrication induit la possibilité accrue dedéfaillances. De façon à garantir une qualité de service acceptable par l'utilisateur, et cesur la totalité de la durée de vie du circuit, il convient de mener des études associant dèsles phases amont les deux paramètres sûreté de fonctionnement et consommation. Cettethèse a pour objectif de proposer une nouvelle conception pour les réseaux de capteurssans fil, afin de réduire consommation d'énergie et d'augmenter la fiabilité du réseau. / The uncertain contexts in which recent WSN embedded applications evolve have bigimpact on these applications. Traditionally, the objective of availability generally doubleshardware and functional redundancy; it means that the overhead is doubled in term ofenergy and cost. Besides, wireless node system is powered by limited battery; hencepower consumption parameter is only set to a number of components and functionalitiesat minimum resources. However, due to the technology reduction, process variabilityconducts to increase the possibility of failures. In order to guarantee an acceptablequality of service for the users, and on the operating lifetime of the system, it should carrystudies at the upper phases involving both dependability and consumption constraints.This thesis aims to propose novel design for wireless sensor networks, in order to reduceenergy consumption and to increase network dependability.

Abstract: The default mode network of the brain is a set of functionally connected regions associated with introspection and daydreaming. Recent fMRI studies have discovered that the default mode network is often perturbed in the diseased brain. For example, the default mode network is known to be modulated in dementia, ADHD, depression, and schizophrenia, among others. This has led many into believing that this network could have a role in the physiopathology of nervous system disease, or could be a useful marker of brain function. However, very few studies have yet been done which investigate how surgical lesions such as brain tumours affect the default mode network. Consequently, the goal of this project was to characterise the effect of brain tumours on the default mode network based on their location, histological type, and other parameters. / Le mode de fonctionement par défaut du cerveau est un réseau cérébral associé à la rêverie et à l’introspection. Des études récentes sur ce réseau ont découvert qu’il est perturbé dans plusieurs pathologies cérébrales. Par example, le mode de fonctionnement par défaut est modulé en démence, TDAH, dépression, schizophrénie et plusieurs autres maladies liés au cerveau. Ceci a mené à l’hypothèse que le mode de fonctionnement par défaut pourrait avoir un rôle dans la physiopathologie des maladies du système nerveux, ou pourrait être un marqueur utile du fonctionnement cérébral. Par contre, très peu d’études ont investigué l’effet de lésions chirurgicaux comme les tumeurs cérébrales sur le mode de fonctionnement par défaut. Par conséquent, le but de ce projet était de caractériser l’importance de l’histologie, de la localisation et de plusieurs autres paramètres de l’effet d’une tumeur cérébrale sur le mode de fonctionnement par défaut.

Les sols des friches industrielles sont souvent multi-polluées et représentent des surfaces toujours plus importantes présentant de forts enjeux sociaux-économiques. Leur réhabilitation passe par une bonne compréhension du fonctionnement écologique des sols, qui, en plus d’être pollués, présentent des structures et des teneurs en nutriments souvent inhabituelles. Malgré cela, une recolonisation par la faune, la flore et les microorganismes est généralement observée. La capacité de ces nouvelles communautés à restaurer et maintenir les fonctions clés des sols reste à évaluer, et cela semble indissociable de la mesure d’une ou plusieurs fonctions écosystémiques. La décomposition de la litière est un processus écosystémique clef permettant la réalisation des cycles biogéochimiques du carbone et des nutriments. Les processus de la décomposition dépendent à la fois de ses acteurs (faune et microorganismes) et de la qualité de la litière végétale. De ce fait, la réponse de cette fonction écosystémique à la pollution du sol intègre les effets de cette pollution sur les communautés de plantes, d’animaux, et de microorganismes, ce qui en fait un indicateur potentiellement pertinent pour évaluer les effets de la pollution sur le fonctionnement des écosystèmes du sol. L’objectif central de cette thèse a donc été d’étudier le fonctionnement des friches industrielles en se focalisant sur les effets délétères de la pollution des sols sur la décomposition de la litière de feuilles. L’hypothèse centrale découlant de cet objectif a été que la pollution des sols pouvait impacter la décomposition par deux voies d’action. (1) La première voie, directe, est constituée de l’ensemble des effets délétères que pourraient provoquer les polluants sur les acteurs de la décomposition dont dépend la bonne réalisation de cette fonction. (2) Concernant la deuxième voie d’action, nous avons supposé que la pollution, en entraînant des modifications de la physiologie des plantes, pouvait modifier les paramètres physico-chimiques de la litière et ainsi impacter de façon indirecte la décomposition des litières. Nos résultats ont permis de montrer l’absence de l’effet direct pour huit friches industrielles fortement polluées, et ce malgré des perturbations des communautés d’acteurs, avec notamment une augmentation de l’abondance des détritivores et une modification de la colonisation microbienne des litières sur les sites pollués. Ces résultats plaident en faveur d’une redondance fonctionnelle suffisante au sein de ces communautés, permettant de maintenir le processus de décomposition. Nous avons également montré un effet indirect positif de la pollution sur la décomposition. Cet effet résulte de l’amélioration systématique de la qualité de la litière, entraînant dans certains cas une augmentation de l’activité des acteurs de la décomposition. Par ailleurs, nous avons également montré une accumulation des polluants dans ces mêmes litières, en particulier le Zn et le Cd, polluants pouvant potentiellement produire des effets délétères sur les acteurs de la décomposition. Toutefois, la présence de ces ETM n’a pas semblé influencer la consommation des litières par certains acteurs de la décomposition de la litière. Cependant, ce résultat reste à valider in situ en présence de l’ensemble des communautés de détritivores. De nombreuses perspectives s’ouvrent à la suite de ces travaux. Parmi elles, il reste notamment à déterminer 1) quels sont les mécanismes (physiologiques) qui entrainent une augmentation de la qualité des litières produites sur les sols contaminés ? 2) comment des communautés différentes permettent d’assurer des taux de décomposition similaires ? et 3) quels sont les impacts de la consommation des litières provenant des sites contaminés sur le fonctionnement et la physiologie des détritivores ? / Brownfield soils are multi-polluted areas, which cover an increasing surface and thus present serious socio-economical challenges. A better understanding of the ecological functioning of these sites is mandatory for their restoration. In addition to the high pollution found at these sites, brownfields are characterized by a specific soil structure and occasionally also by particular nutrient contents. Despite these constraints, several brownfield are well colonized by plants, fauna and microorganisms. The capacity of these new communities to uphold main ecosystem function remains to be evaluated based on the measurement of one or several ecosystem functions. Leaf litter decomposition is critically important in driving carbon and nutrient biogeochemical cycles. This function depends on decomposition actors (fauna and microorganisms) but also on leaf litter quality. By that, leaf litter decomposition integrates effects of soil pollution on plant, animal and microorganism communities. Thus, leaf litter decomposition is a relevant indicator to evaluate pollution effects on the functioning of soil ecosystems. The main objective of this thesis was to study brownfields soil function by focusing on the impairment of soil pollution on the leaf litter decomposition. The main hypothesis was that soil pollution could negatively affect leaf litter decomposition by two different ways. (1) By direct effects, resulting from adverse effects of soil pollution on decomposition actors, and (2) by indirect effects, assuming that soil pollution will induce modifications of the plant’s physiology, resulting in changes in leaf litter quality and subsequent effects on the decomposition. Our results revealed the absence of direct negative effects for eight highly polluted sites, despite a disturbance of decomposer actors, specifically the increase in abundance of detritivores and a modified microbial colonization of the leaf litter at the polluted sites. These results are in favor of a sufficient functional redundancy of decomposer actors in the local communities, which allowed the maintenance of the decomposition process. We also showed a positive indirect effect of soil pollution on the decomposition. This effect resulted from the improvement of litter quality produced at the polluted sites. This induced, at least for some sites, an increase of the decomposition rate, possibly due to a higher activity of decomposer actors. Furthermore, we also observed pollutants accumulation in these litter, especially Cd and Zn. These pollutants could potentially impair decomposition actors. Whatever, presence of these pollutants in litter did not impair litter consumption by some detritivores. Numerous perspectives can be developed from this study. Among them it seems specifically important to evaluate: 1) which are the (physiological) mechanisms behind the increase in leaf litter quality at polluted sites? 2) How can different communities assure the same decomposition rates at polluted sites? and 3) Are there negative effects observed on the performance and physiology of detritivores when consuming leaf litter from polluted sites ?

Dans cette thèse, une comparaison entre différentes topologies des machines a été tout d'abord réalisée. Deux machines électriques: Machine à Réluctance Variable (MRV) et Machine à Commutation de Flux (MCF) sont ensuite choisies pour les études suivantes. Un modèle électromagnétique-thermiquement couplé est effectué pour ces deux structures. Ce modèle est basé sur une caractérisation préalable par la méthode des éléments finis (EF) 2D via le calcul du couple instantané, des deux composantes de l'induction magnétique (Br et B&#952-) de chaque élément du maillage du rotor ainsi que du stator pour différentes densités des courantes efficaces et différentes positions du rotor. Ces résultats sont ensuite utilisés dans les modèles analytiques de pertes Joule et de pertes fer permettant de calculer les pertes Joule et les pertes fer sur un cycle de fonctionnement. Des modèles thermiques transitoires tels que le réseau de résistances thermiques et l’EF 2D sont effectués, dans lesquels les pertes instantanées obtenues précédemment sont utilisées comme sources de chaleur pour le calcul des variations des températures dans différents composants d’une machine électrique sur cycle de fonctionnement. Un modèle défaut-thermique d’une MCF triphasée est aussi mis en ouvre. Les défauts étudiés dans cette thèse sont principalement dus au court-circuit: le court-circuit entre-spires d’une phase, le court-circuit entre-spires et entre-phase dans une MCF sans redondance, le court-circuit d’une phase ou de trois phases dans une MCF avec redondance. A l’aide de MATLAB/Simulink, les courants sains et les courants de court-circuit sont obtenus, et les pertes instantanées peuvent être calculées en utilisant la méthode mentionnée précédemment. Par conséquent, le comportement thermique en cas de défauts peut être prévu. Enfin, des études de défauts pour une MCF hexa-phasée sans redondance sont effectuées, et un convertisseur du type pont complet est utilisé pour alimenter la machine. Cela nous permet de contrôler indépendamment chaque phase en cas de défauts. Les défauts sont entre autres le circuit ouvert ou le court-circuit dans une ou plusieurs phases (jusqu'à trois). Certaines méthodes de correction telles que: l'augmentation de l’amplitude du courant dans les phases saines et / ou modifier leurs phases, sont proposées pour maintenir le couple électromagnétique tout en minimisant l'ondulation de couple. Les résultats analytiques et numériques ont montré la bonne efficacité des méthodes proposées tant en cas de l’ouverture des phases qu’en cas du court-circuit des phases. / In this thesis, a comparison among different machine topologies has been firstly realized, and two electrical machines: Switched Reluctance Motors (SRMs) and Flux-Switching Permanent Magnet (FSPM) motors are then chosen for the following studies. A fast and precise coupled electromagnetic-thermal model is performed for these two structures. This model is based on a prior steady characterization by Finite Element method (FEM) 2D via calculating the instantaneous torque, the two components of magnetic induction (B_r and B_&#952-) of each element of rotor as well as stator for different RMS current densities and different rotor positions. These results are then used in the analytical copper and iron losses models for calculating the instantaneous copper and rotor as well as stator iron losses during one driving cycle. The Lumped Parameter (LP) and FEM 2D transient thermal models are then carried out, in which the previously obtained instantaneous power losses are used as heat sources for calculating the temperatures of different motor parts during driving cycles. A faulty-thermal analysis for a three-phase FSPM motor is also achieved. The faults in this thesis are mainly due to short-circuit (SC), such as inter-turn SC in phases or inter-turn and inter-phase SC, one phase or three phases SC in a redundant FSPM motor. Based on MATLAB-Simulink, the faulty information as the normal and short-circuit currents can be obtained, the power losses can then be calculated as previously. Thus, the thermal behavior of the machines can be predicted under faulty mode. The coupled Thermal-Electromagnetic Analysis method in this thesis can also be extended for all the other applications with driving cycles. Finally, the faulty analysis for a six-phase FSPM motor is performed, and one six-phase full bridge inverter is applied to drive the machine. This allows us to control each phase independently under faulty mode. The faults here are open-circuit or short-circuit in one or several phases (up to three). Some correction methods such as: increasing healthy current and/or change their phase angles, are proposed to maintain the electromagnetic torque while minimizing the torque ripple. The analytical and FEM 2D results have shown the good efficiency of the proposed methods both in case of phase open-circuit and in case of phase short-circuit.

De nos jours, l'augmentation de la complexité des systèmes embarqués impose la prise en charge, dès les premiers prototypes et au niveau logiciel, d'exigences habituellement traitées plus tardivement voire même seulement lors du passage en série, comme notamment les contraintes de sûreté de fonctionnement. Nous proposons une méthodologie de développement de logiciels embarqués pouvant répondre aux besoins et contraintes de développement de ces logiciels dans la phase de prototypage. La flexibilité de la méthodologie garantit une meilleure gestion des évolutions récurrentes caractérisant les logiciels dans cette phase de prototypage. Aussi, grâce à sa structure bien adaptée, l'aspect automatisé de son intégration et de sa mise en place, notre méthodologie garantit une réduction significative des coûts du passage en série et de la mise en place de normes telles que l'ISO 26262 ou la DO-178. Pour illustrer les résultats que nous obtenons grâce à notre méthodologie et la chaîne d'outils associée, nous l'appliquons dans le cadre d'un projet industriel d'innovation qui consiste à la robotisation d'un véhicule prototype. Le cas d'étude se concentre sur la fonction "accélérateur" de ce prototype. / Nowadays, the increasing complexity of embedded systems requires the management, from the first prototypes and software level, of requirements usually handled later even only when passing in production, such as including dependability constraints. We propose a development methodology for embedded software that can meet the needs and constraints of developing this software in the prototyping phase. The flexibility of the methodology ensures better management of recurring changes characterizing the software in the prototyping phase. Also, due to its well-adapted structure, and automated aspect of its integration and implementation, our methodology ensures a significant cost reduction of serialization and implementation of norms such as ISO 26262 or DO-178. To illustrate the results, we apply our methodology and the associated toolchain to an innovative industrial project which consists to robotize a prototype car. The case study focuses on the accelerator function of the prototype.

La RATP est l'exploitant et le gestionnaire du réseau de transport métropolitain de la ville de Paris et de sa banlieue proche. Actuellement, avec près de 10 millions de voyageurs par jour, il est l'un des réseaux les plus chargés au monde. Dans ce contexte de fortes exigences d'exploitation, les gestionnaires de la RATP doivent assurer la sécurité, la capacité de service et la pérennité d'un patrimoine d'infrastructures hétérogène et ancien. Mais les ressources disponibles sont, par nature, limitées et, dans ces circonstances, deux tâches deviennent essentielles : justifier les budgets nécessaires et optimiser les programmations de travaux de maintenance. Le système de maintenance actuel est fondé sur des inspections visuelles permettant de relever les désordres affectant l'état structurel des ouvrages. Ensuite, les gestionnaires doivent choisir et prioriser les ouvrages à entretenir en fonction de ces résultats et des différentes contraintes qui interviennent dans la gestion du patrimoine. Ce processus décisionnel est fondé sur l'expertise des gestionnaires et n'est pas formalisé. Ainsi, l'objectif de cette thèse consiste à développer un outil d'aide à la gestion patrimoniale qui réduise la variabilité intrinsèque des actions de surveillance visuelle et le manque de transparence dans les décisions. Pour fournir aux gestionnaires de la RATP un tel outil, cette recherche s'appuie sur les étapes suivantes :- La modélisation fonctionnelle des mécanismes de dégradation des ouvrages bâtie à partir des outils de la Sûreté de Fonctionnement. L'Analyse Fonctionnelle (AF), l'Analyse des Modes de Défaillance et de leurs Effets(AMDE) et des graphes causaux sont appliqués pour connaître comment les infrastructures fonctionnent, se dégradent et interagissent avec leur environnement.- La construction d'un outil d'aide à la gestion fondé sur les méthodes multicritère d'aide à la décision. Dans un premier temps, nous construisons une famille cohérente de critères qui formalise les différents aspects techniques et socioéconomiques qui interviennent dans le processus décisionnel de la RATP (méthode d'agrégation à base de règles). Ensuite, à partir des méthodes ELECTRE, nous développons un outil multicritère d'aide à la décision permettant d'optimiser la gestion du patrimoine de la RATP. Après une application sur la ligne 4 du métro de Paris, les perspectives ouvertes par un tel outil sont étudiées, dont la principale est le développement opérationnel de cet outil dans le cadre de la gestion du patrimoine d'infrastructures de la RATP / The RATP is the operator and asset manager of the public railway transport of Paris and the next suburbs. Nowadays, with more than 10 million trips per day, this transport network is one of the most crowded in the world. In this context of high service requirements, the RATP asset managers must assure the structural integrity, the quality of service and the sustainability of an aging and heterogeneous asset. However, available budgets are, by nature, limited and, in this context, two tasks become essential: to justify budget requirements and to optimize the programming of maintenance actions. The current asset strategy is based on visual inspections to detect degradation symptoms that concern the structural integrity of the structure. Depending on these results, managers must select and prioritize the maintenance actions taking into account the constraints involved in asset management. This decision-making process is based on the expert knowledge and is not formalized. In this context, the purpose of this thesis is to develop a multicritera decision support tool which reduces the inherent variability degree of visual inspections and the lack of transparency in the decision-making process. In order to provide RATP's managers a decision support tool, this research is based on the next stages :- The development of a functional model of degradation mechanisms by the application of the operational safety methods. The Functional Analyse (FA), the Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) and the casual graphs are applied to know how infrastructures function, degrade and interact with the environment.- The construction of a decision support tool based on multicriteria methods. The first stage is the construction of a lot of criteria formalizing the technical, economic and social aspects involved in the RATP's asset management (rule based assignment model). The second stage is the application of ELECTRE methods to develop a multicriteria decision support tool which optimizes the management of the RATP's asset. This tool is tested on the line 4 of the Paris metro in order to study development prospects. The main prospect is the operational development of this tool in the context of the management of the RATP's asset

Le défi de la transition vers une énergie sans carbone passe, aujourd’hui, par un recours systématique à l’énergie électrique avec au centre des échanges l’électronique de puissance. Pour être à la hauteur des enjeux, l'électronique de puissance nécessite des composants de plusen plus performants pour permettre un haut niveau d'intégration, une haute efficacité énergétique et un haut niveau de fiabilité. Aujourd’hui, le transistor de puissance, du type MOSFET, en carbure de silicium (SiC) est une technologie de rupture permettant de répondre aux enjeux d’intégration et d’efficacité par un faible niveau de perte et une vitesse de commutation élevée. Cependant, leur fiabilité non maitrisée et leur faible robustesse aux régimes extrêmes du type court-circuit répétitifs freinent aujourd’hui leur pénétration dans les applications industrielles. Dans cette thèse, une étude poussée du comportement en court-circuit d'un ensemble exhaustif de composants commerciaux, décrivant toutes les variantes structurelles et technologiques en jeu, a été menée sur un banc de test spécifique développé durant la thèse, afin de quantifier leur tenue au courtcircuit. Cette étude a mis en lumière des propriétés à la fois génériques et singulières aux semiconducteurs en SiC déclinés en version MOSFET tel qu’un courant de fuite dynamique de grille et un mode de défaillance par un court-circuit grille-source amenant, dans certaines conditions d'usage et pour certaines structures de MOSFET, à un auto-blocage drain-source. Une recherchesystématique de la compréhension physique des phénomènes observés a été menée par une approche mêlant analyse technologique interne des composants défaillants et modélisation électrothermique fine. Une modélisation électrothermique compacte étendue à la prise en compte des modes de défaillance a été établie et implémentée dans un logiciel de type circuit. Ce modèle a été confronté à de très nombreux résultats expérimentaux sur toutes les séquences temporelles décrivant un cycle de court-circuit jusqu'à la défaillance. Ce modèle offre un support d'analyse intéressant et aussi une aide à la conception des circuits de protection. Ainsi, à titre d'application, un driver doté d'une partie de traitement numérique a été conçu et validé en mode de détection de plusieurs scénarii de court-circuit mais aussi potentiellement pour la détection de la dégradation de la grille du composant de puissance. D’autres travaux plus exploratoires ont aussi été menés en partenariat avec l’Université de Nottingham afin d’étudier l'impact de régimes de court-circuit impulsionnels répétés sur le vieillissement de puces en parallèle présentant des dispersions. La propagation d'un premier mode de défaillance issu d'un composant "faible" a aussi été étudiée. Ce travail ouvre la voie à la conception de convertisseurs intrinsèquement sûrs et disponibles en tirant parti des propriétés atypiques et originales des semi-conducteurs en SiC et du MOSFET en particulier / Nowaday, the challenge of the transition to carbon-free energy involves a systematic use of electrical energy with power electronics at the heart of the exchanges. To meet the challenges, power electronics requires increasingly high-performance devices to provide a high level of integration, high efficiency and a high level of reliability. Today, the power transistor, of the MOSFET type, made of silicon carbide (SiC) is a breakthrough technology that allows us to meet the challenges of integration and efficiency through their low level of loss and high switching speed. However, their limited reliability and low robustness at extreme operating conditions such as repetitive short-circuits are now hindering their expansion in industrial applications. In this thesis, an in-depth study of the short-circuit behaviour of an exhaustive set of commercial devices, describing all the structural and technological variants involved, was carried out on a specific test bench developed during the thesis, in order to quantify their short-circuit resistance. This study highlighted both generic and singular properties of SiC semiconductors for every Mosfet version such as a dynamic gate leakage current and a failure mode by a short-circuit grid-source leading, under certain conditions of use and for certain Mosfet structures, to a self-blocking drain-source. A systematic research of the physical understanding of the observed mechanisms was carried out by an approach combining an internal technological analysis of the failed devices and a fine electrothermal modelling. A compact electrothermal modeling extended to failure mode consideration has been established and implemented in circuit software. This model was confronted with numerous experimental results describing a short-circuit cycle up to failure. This model offers an interesting analytical support and also helps the design of protection circuits. Thus, as an application, a driver equipped with a digital processing part has been designed and validated in detection mode for several short-circuit scenarios but also potentially for the detection of the degradation of the power component grid. Other more exploratory work has also been carried out in partnership with the University of Nottingham to study the impact of repeated pulse short-circuit regimes on the aging of parallel chips with dispersions. The propagation of a first failure mode from a "weak" device was also studied. This work paves the way for the design of intrinsically safe and available converters by taking advantage of the atypical and original properties of SiC semiconductors and Mosfet in particular