Th. univ.--Math.--Nice, 1994. / 1995 d'après la déclaration de dépôt légal. Contient des textes en anglais. Bibliogr. p. 125-133. Résumé en français et en anglais.

Un des ingrédients principaux pour la simulation numérique des écoulements des fluides (hydrocarbures, gaz naturel) en milieux poreux est la discrétisation des termes elliptiques anisotropes et hétérogènes. Dans l’industrie pétrolière, la nécessité d’améliorer la précision des simulations dans les régions proches des puits a suscité l’utilisation de maillages non structurés généraux et des tenseurs de perméabilité pleins. Notre défi a été de trouver des discrétisations consistantes et robustes des termes elliptiques anisotropes, hétérogènes sur maillages généraux. Notre recherche s’est focalisée sur des méthodes volumes finis qui soient consistantes, stables sur maillages polyédriques généraux, robustes par rapport à l’anisotropie et l’hétérogénéité du tenseur de perméabilité, qui mènent à des systèmes linéaires bien conditionnés pour lesquels des stratégies de préconditionnement optimales peuvent être conçues et qui donnent un stencil compact pour réduire les communications dans les implémentations parallèles. Pour répondre à cette recherche, nous avons proposé plusieurs schémas tels que MPFA O généralisé, G scheme, CG method, VFSYM, DIOPTRE. Nous avons prouvé également que toutes ces méthodes convergent sous des hypothèses adéquates à la fois sur le tenseur de perméabilité et le maillage / One of the key ingredients for the numerical simulation of Darcy flow in heterogeneous porous media is the discretization of anisotropic heterogeneous elliptic terms. In the oil industry, the need to improve accuracy in near wellbore regions has prompted the use of general unstructured meshes and full permeability tensors. Our effort has therefore been devoted to find consistent and robust finite volume discretizations of anisotropic, heterogeneous elliptic terms on general meshes. Our research was focused on finite volume methods which are consistent and coercive on general polyhedral meshes as well as robust with respect to the anisotropy and heterogeneity of the permeability tensor ; yield well-conditioned linear systems for which optimal preconditioning strategies can be devised ; have a narrow stencil to reduce the communications in parallel implementations. To answer to this search, we have proposed several scemes such that generalized MPFA O, G scheme, CG method, VFSYM, DIOPTRE. We proved also the convergence of all these methods under suitable assumptions on both the permeability tensor and the mesh

Alors que la didactique du français oral a pris un essor fulgurant au Québec depuis les années 1990, les recherches actuelles n'ont que trop peu effleuré les modalités d'évaluation de la qualité du français oral des futurs enseignants. En effet, ce thème incontournable dans le cadre de la formation des futurs maîtres souffre d'une méconnaissance des diverses modalités d'évaluation de sa qualité par les formateurs universitaires. Le lien entre formation des futurs enseignants et identification de leurs besoins et de leurs difficultés est indéniable. Dans ce contexte, nous avons interrogé les qualités métrologiques de deux grilles d'observation de l'oral : Gervais, Laurier et Paret (1994) ainsi que Préfontaine, Lebrun et Nachbauer (1998). Nous les avons soumises à 10 experts-évaluateurs qui oeuvrent en formation des maîtres et qui ont un lien avec l'évaluation de la qualité du français oral des futurs enseignants.

La demande en applications gourmandes en bande passante, comme la vidéo interactive et le multimédia, s’est encore accrue rendant l’attribution de la bande passante particulièrement problématique. Ainsi, bien que le multiplexage par répartition en longueur d'onde du réseau optique passif (WDM-PON) est considéré comme un candidat prometteur pour réaliser les réseaux d'accès optiques, de nouvelles générations de systèmes hauts débits plus adaptés apparaissent grâce à la gestion d’une bande passante dédiée pour chaque abonné et de façon générale, une gestion de bande passante plus flexible. La première moitié de cette thèse porte sur trois technologies dans un WDM-PON : un système de recouvrement de multidiffusion, un système de protection automatique de commutation et de diode laser accordable Fabry-Pérot (FP-LD) en régime auto-amorcé. Dans la seconde moitié de la thèse, on étudie un réseau optique WDM distribué, utilisé pour un environnement informatique virtuel reliant des ressources informatiques largement distribuées afin de supporter des applications de calcul scientifique, d'ingénierie ou commerciale distribués à grande échelle. Ce système est ainsi appelé "grille" des systèmes optiques. Les applications de réseaux peuvent aller du simple transfert d'un grand ensemble de données à l'exécution complexe d'un ensemble de tâches interdépendantes. Cependant, dans un tel système impliquant de nombreuses ressources informatiques hétérogènes ainsi que des ressources réseau, les imperfections paraissent inévitables. Cette thèse aborde également en conséquence la question de la maximisation de la disponibilité des applications réseau en temps réel (grille de systèmes optiques) grâce à des techniques de planification des ressources et leurs tolérances face aux pannes. / The bandwidth-intensive applications, such as interactive video and multimedia services, have further increased the demand of bandwidth. Thus wavelength division multiplexing passive optical network (WDM-PON) is viewed as a promising candidate to realize the next generation optical access networks due to its dedicated bandwidth for each subscriber and more flexible bandwidth management. The first half of this thesis will cover three technologies in a WDM-PON, including multicast overlay scheme, automatic protection switching scheme and tunable Fabry-Pérot laser diode (FP-LD) self-seeding scheme. In the second half of the thesis, WDM optical network is utilized as a virtual computing environment, which connects widely distributed computing resources to support large-scale scientific, engineering or commercial computing applications. It is so called “optical Grid” systems. Grid applications may range from the simple transfer of a large data set to the complex execution of a collection of interdependent tasks. However, for such a system involving many heterogeneous computing and network resources, faults seem to be inevitable. This thesis will also address the issue of maximizing grid application availability in real-time optical Grid systems through resource-fault-tolerant scheduling techniques.

L'objectif de cette thèse est de faciliter la conception et le déploiement d'applications distribuées sur la Grille, en utilisant une approche orientée composants. Les problématiques du calcul sur grilles abordées dans notre proposition sont : la complexité de conception, le déploiement, la flexibilité et la performance. Nous proposons et justifions un modèle de composants et son implantation. Le modèle proposé repose sur le modèle de composants Fractal et sur le modèle des objets actifs. Il bénéficie d'une part, de la structure hiérarchique et de la définition précise du modèle Fractal, et d'autre part, de l'identification des composants comme activités configurables. Nous proposons un modèle de déploiement et nous spécifions un ensemble de primitives pour les communications collectives, grâce à la définition d'interfaces collectives. Les interfaces collectives permettent de gérer la distribution des données, le parallélisme et la synchronisation des invocations.<br />Nous avons développé une implantation du modèle proposé avec l'intergiciel de grille ProActive. Le framework de composants bénéficie ainsi des fonctionnalités sous-jacentes offertes par l'intergiciel ProActive. Nous démontrons la capacité de passage à l'échelle et l'efficacité de notre framework en déployant sur plusieurs centaines de machines des applications intensives en termes de calcul et de communications. Nous mettons à profit les interfaces collectives pour développer une application SPMD à base de composants, dont nous évaluons les performances.

Les grappes et grilles de machines connaissent, à l'heure actuelle, un succès grandissant. Les avantages offerts par ces supports d'exécution sont multiples : faible coût d'installation, facilité d'adaptation à la charge, facilité de portage des codes de calculs pré-existants ... De par la démocratisation de ces supports d'exécution, l'informatique évolue vers un modèle déporté où la puissance de traitement est fournie sous forme de services. Cette thèse étudie et propose des solutions à la problématique de mise en place de services déportés sur des grappes de machines. Les problématiques d'observation de l'état des machines, de haute disponibilité, de prise en compte de l'aspect dynamique d'une grappe de machines et de gestion d'accès personnalisés aux grappes de machines ont été étudiées. Le gestionnaire de ressources AROMA (scAlable ResOurces Manager and wAtcher), développé durant cette thèse permet d'apporter des réponses concrètes à ces problématiques. L'originalité de cet outils réside dans la prise en compte de l'aspect dynamique des grappes de machines, et dans la précision des informations d'état collectés sur les machines. La précision de ces informations permet notamment la prise de décisions de placement intégrant la notion de qualité de service. La problématique du dimensionnement des grappes de machines déportées est ensuite abordée. Le comportement des différents éléments ayant une influence sur les performances du système est étudié : les clients, les applications, les machines, les systèmes d'exploitation et la couche réseau. Différents modèles de simulations de ces éléments ont été intégrés au simulateur DHS (Distributed Hybride Simulator). Les résultats obtenus par ce simulateur sont enfin comparés à des modèles analytiques et à des mesures d'exécutions réelles afin de valider leur pertinence et d'évaluer les performances de la simulation. L'originalité de ce travail réside dans la simulation de l'ensemble des éléments ayant une influen ce sur les performances d'une grappe de machines. Les modèles proposés offrent différents niveaux de détails permettant de sélectionner le rapport précision/performance souhaité.

L'objectif des travaux que j'ai mené depuis ma thèse est de rendre possible l'exécution efficace d'applications sur les infrastructures parallèles. Ce document présente donc les problématiques scientifiques essentiellement centrées sur les modèles, les algorithmes et les protocoles pour les services de gestion des ressources. Plus précisément, nous développerons deux types de services qui doivent être particulièrement bien conçus pour atteindre une efficacité optimale. Il s'agit des services d'ordonnancement (chapitre 2), et des services de transfert de données (chapitre 3). Une fois mis au point les modèles, les algorithmes et les protocoles, la question de leur validation se pose. Or, compte tenu de la complexité des environnements que nous étudions, il n'est pas toujours possible de prouver analytiquement les propriétés des algorithmes et des protocoles. Une validation expérimentale s'impose alors. Il en va de même pour les modèles que seule l'expérimentation peut valider. Nous détaillons dans le chapitre 4 quelle est l'importance de la validation expérimentale des modèles et des algorithmes dans les infrastructures distribuées, ainsi que les différentes méthodologies pour l'expérience dont, en particulier, Grid'5000.

Le document présente une synthèse de travaux sur le déploiement, l'utilisation et les techniques de mise en oeuvre d'applications développées selon un modèle de programmation à passage de messages sur des grilles de calcul. La première partie décrit les performances observées sur la période 2002-2006 sur une plateforme à l'échelle de la France, ainsi que les gains obtenus par équilibrage de charge. La deuxième partie décrit un intergiciel nouveau baptisé P2P-MPI qui synthétise un ensemble de propositions pour améliorer la prise en charge de tels programmes à passage de messages.

Dans la dernière décennie, les grilles de calcul ont permis de réunir des ressources de stockage et de calcul de multiples institutions pour pourvoir à des applications scientifiques de grande ampleur. Par analogie aux grilles électriques, l'idée d'origine est de fournir de manière transparente de la capacité de calcul selon les besoins. Cependant, alors que les applications se multiplient, l'efficacité des mécanismes sous-jacents d'allocation de ressources mérite l'attention. Cette thèse présente les contributions suivantes. - Identification des patterns d'allocation de ressource, et comment ils ont évolué depuis les clusters isolés jusqu'aux grilles qui s'étendent sur plusieurs institutions autonomes. - Identification d'un pattern commun (Late Binding) dans la façon dont plusieurs applications contournent depuis peu le méccanisme habituel (Meta-scheduling) dans le but d'obtenir une mainmise accrue sur l'allocation de ressources et de palier à certains manques d'efficacité. - Proposition d'un nouveau pattern (Symmetric Mapping) qui permet d'obtenir la séparation du contrôle entre les fournisseurs et utilisateurs de ressources. - Proposition d'un nouveau modèle pour spécifier des stratégies d'allocation de ressource. Ce modèle permet de représenter l'allocation dynamique, ainsi que de multiples contraintes et objectifs. - Transposition du problème des Domaines Administratifs Multiples (MADs) du domaine de la tolérance aux fautes à celui du calcul distribué. Identification du problème MAD comme problème distinctif des grilles parmi les systèmes de calcul distribué. Identification de Symmetric Mapping comme une solution. - Proposition d'une implémentation de Symmetric Mapping basée sur les machines virtuelles, et dont l'un des éléments déploie et contrôle des multiples machines virtuelles à partir de descriptions déclaratives. - Proposition d'un système qui détecte la terminaison d'un service et relance tout service interrompu sur un serveur nouvellement sélectionné, afin de maintenir une implémentation de Symmetric Mapping, ou tout système qui nécessite des services permanents sur des serveurs transitoires. - Proposition d'une nouvelle méthode pour l'analyse des tâches et la prédiction de performance afin d'associer de manière dynamique des tâches aux serveurs adéquats. La méthode s'appuie sur l'estimation de patterns d'accès mémoire par des distributions de probabilité connues. La signature des tâches est réduite à une taille constante et la prédiction est effectuée en temps constant. - Proposition de la première évaluation du cache thrashing, afin de permettre des prédictions de performance réalistes pour les CPUs partagés par plusieurs processus. L'analyse est basée sur un nouveau modèle de Markov des caches LRU. Elle donne une borne supérieure et une borne inférieure de la proportion de fautes de caches en présence de processus concurrents.

La diminution des dimensions des transistors MOS, qui permet d'augmenter leur densité sur une puce, induit des effets parasites qui perturbent fortement le fonctionnement des dispositifs. Le silicium et son oxyde jusqu'alors utilisés pour le module de grille des transistors sont remis en question au profit de nouveaux matériaux : des métaux pour la grille, et des matériaux à forte permittivité diélectrique pour le diélectrique de grille.<br />Ce travail porte sur l'élaboration par gravure plasma d'une grille métallique polysilicium/TiN/HfO2 en vue d'une intégration pour les noeuds technologiques 45 nm et 32 nm. L'analyse des plasmas de gravure halogénés et des surfaces gravées par spectrométrie de masse, spectrométrie de photoélectrons X (XPS) et par des techniques de caractérisation morphologique (MEB, TEM, AFM) a permis de dégager les principaux mécanismes de gravure de TiN. Les stratégies de procédé de gravure de l'empilement de la grille et l'impact des procédés plasma sur l'intégrité des matériaux ont ensuite été discutés.<br />La gravure de TiN en plasma HBr est sélective vis à vis de la couche d'arrêt HfO2 mais elle génère de la pente dans les profils gravés, alors que le plasma de Cl2, plus réactif, conduit à une gravure latérale de la grille et induit des phénomènes de micro masquage. Cela impose un mélange HBr/Cl2 et une gravure à faible énergie de bombardement ionique pour la gravure sélective du métal.<br />La stratégie de gravure du silicium de la grille a du être repensée car l'intégration d'une couche métallique entre le silicium et le diélectrique de la grille modifie la distribution des charges statiques à<br />la surface de la couche d'arrêt, ce qui perturbe le contrôle dimensionnel des profils gravés. De plus la<br />gravure de TiN doit être anisotrope et sélective vis-à-vis de HfO2 tout en respectant l'intégrité de la partie supérieure de la grille en silicium. Ce travail montre que pour éviter la formation d'une encoche latérale à l'interface silicium/métal pendant la gravure du TiN il est nécessaire de contrôler à la fois les couches de passivation qui protègent les flancs du silicium et la composition chimique des dépôts qui recouvrent les parois du réacteur (car cette dernière influence les taux de recombinaison et donc les densités des atomes de Cl et de Br dans le plasma). Il est donc important de contrôler les étapes de conditionnement et de nettoyage des réacteurs de gravure.