Dans cette thèse on étudie quelques modèles macroscopiques pour des milieux conducteurs ou élastiques fortement hétérogènes et anisotropes obtenus par homogénéisation. Nous considérons le cas de l’homogénéisation périodique. En particulier pour le système de l’élasticité linéarisée modélisant les petites déformations d’un matériau fibré, nous étudions l’effet de l’anisotropie du matériau sur le modèle macroscopique et nous montrons que sous l’effet conjugué des conditions aux limites et de l’anisotropie des fibres, le système modélisant les déplacements à l’échelle macroscopique fait intervenir des termes non standard. Nous considérons plusieurs scalings et deux situations géométriques : dans la première le rayon des fibres cylindriques est du même ordre de grandeur que la taille de la période du milieu et dans la seconde la rayon est petit devant la période. Les résultats obtenus dans les deux cas, indépendants d’hypothèses de symétrie sur le matériau, permettent de retrouver les résultats déjà connus dans le cas de matériaux isotropes. / In this thesis we study some macroscopic models for drivers or elastic media highly heterogeneous and anisotropic obtained by homogenization. We consider the case of periodic homogenization. In particular the system of linearized elasticity modeling small deformations of a fiber material, we study the effect of material anisotropy on the macroscopic model and show that the combined effect of the boundary conditions and the anisotropy of the fiber system modeling movement at the macroscopic scale involves non-standard terms. We consider several scalings and two geometric situations: in the first radius of cylindrical fibers is of the same order of magnitude as the size of the middle period and in the second the radius is small compared to the period. The results obtained in both cases, independent of symmetry assumptions on the material used to find the results already known in the case of isotropic materials.

Les systèmes embarqués multiprocesseur monopuces (Multi-Processor System-on-Chip, MPSoC) visent l'intégration des sous-systèmes variés, matériels et logiciels, sur une seule puce. Ainsi, l'hétérogénéité et les contraintes imposées pour la mise sur le marché rendent l'analyse en vue de l'évaluation des performances et de l'optimisation de ces systèmes très complexes. L'évaluation des performances est une étape clef dans n'importe quel flot de conception. En se basant sur les résultats de l'évaluation des performances, il est possible de prendre des décisions et de réaliser des compromis pour l'optimisation du système global. La littérature prouve qu'une grande partie du temps de conception est passée dans l'évaluation des performances. De plus, les itérations dans le flot de conception deviennent prohibitives pour des systèmes complexes. Par conséquent, la réalisation des MPSoCs à rendement élevé est un défi. La solution est fortement liée à la disponibilité des méthodes rapides et précises pour l'évaluation des performances. Dans cette thèse, le terme « performances » est limité aux performances des temps d'exécution pour la réalisation finale du système. L'aspect temporel est intensivement analysé pour la validation des systèmes temps-réel et l'optimisation des sous-ensembles d'interconnexion. Nous avons également considéré la vitesse de la méthode proposée d'évaluation des performances, car les temps d'évaluation peuvent devenir prohibitifs pour des systèmes MPSoC complexes. Notre principale contribution est de définir une méthodologie globale d'évaluation des performances pour les systèmes MPSoC. Nous avons également orienté notre recherche vers les performances de l'exécution du logiciel. On a considéré l'évaluation des performances pour un modèle de haut niveau d'abstraction, afin d'avoir une vitesse élevée d'évaluation. De plus, on a inclus des annotations des temps d'exécution, afin d'avoir une bonne précision d'évaluation.

Pour pouvoir intégrer sur une seule puce des systèmes toujours plus complexe comportant à la fois des fonctions numériques et analogiques, l'utilisation d'une méthodologie de conception hiérarchique est indispensable. Basée sur la modélisation comportementale de chaque élément du circuit, avant tout choix d'architecture, une telle approche permet en effet de réduire les temps de simulation, de conception et d'améliorer la fiabilité. Appliqué avec succès dans le domaine digital, ce paradigme doit maintenant être étendu à l'analogique. Cela est aujourd'hui possible grâce à l'offre récente de puissants langages de modélisation comportementale analogique et mixte. Cette thèse a permis d'introduire l'utilisation de ces langages au sein de la communauté des concepteurs, par le développement d'un environnement CAO d'aide à la conception de modèles analogiques et mixtes. Il est basé sur une bibliothèque fonctionnelle adaptée à la modélisation de circuits élémentaires (amplificateurs opérationnels) mais aussi de systèmes très complexes, tels qu'un système de sécurité air-bag. Plusieurs techniques de description ont été abordées :macro-modélisation SPICE et modélisation comportementale à l'aide de plusieurs langages dont les propriétés ont été comparées (FAS, CFAS, HDL-A et MAST). Cet environnement comporte aussi un outil de caractérisation analogique qui permet de générer rapidement les paramètres des modèles en fonction de mesures des performances du circuit associé, par des simulations électriques. En outre, pour faciliter les échanges de modèles et transférer des bibliothèques vers des langages différents, des traducteurs automatiques ont dû être élaborés, tels que FAS vers CFAS, FAS vers MAST et FAS vers HDL-A..

Les systèmes sur puces sont un ensemble de composants hétérogènes. La conception des ces systèmes peut être vue sous deux aspects : la conception des composants et leurs intégration dans le même système. La conception des composants nécessiterait des compétences de différentes équipes de développement selon les besoins, les compétences et, les fonctionnalités, etc. L'intégration de ces composants requerrait alors (1) des connaissances multidisciplinaires des différents concepts utilisés par les composants, (2) des modèles globaux du système pour la description des composants et de leurs interactions et (3) un modèle de validation tout au long du flot de conception par assemblage de composants. Toutefois, la diversité des descriptions et de modélisations des différents composants rendent l'intégration un processus très complexe et laborieux.<br /> L'objectif de cette thèse est de généraliser le concept de modélisation et de validation globale des systèmes embarqués sur puce afin de faciliter le processus d'intégration et d'assemblage de composant de système sur puce. Cette généralisation concerne (1) les concepts communs pour la modélisation des systèmes hétérogènes avant la synthèse de leurs circuits notamment pour la simulation, l'exécution, etc. et (2) la définition d'un modèle de d'exécution global pour la validation des systèmes hétérogènes par composition d'autres modèles. Les concepts proposés dans cette thèse sont validés à travers trois applications complexes : un centre d'informations automobile, un modem d'une chaîne audio 802.16 et un système de radio définie par logiciel.

Nous avons proposé une architecture de sécurité apte à répondre aux besoins généraux de sécurité de des systèmes hétérogènes distribués ouverts à grande échelle. Nous avons procédé à d'importants travaux de terrain pour déterminer les limitations et les failles des solutions de sécurité actuellement proposées pour ces systèmes et pour établir quels sont les véritables besoins que doit satisfaire l'architecture de sécurité, de manière à réduire les pertes de performances et à assurer une sécurité robuste. Nous avons notamment identifié l'analyse des besoins, l'analyse du risque, la modélisation des menaces et la faisabilité de mise en œuvre. Le concept de virtualisation des services de sécurité est introduit pour les services en question. Il est nécessaire de disposer d'une totale liberté de choix des mécanismes de sécurité sous-jacents. Du point de vue de la sécurité, la virtualisation de la définition d'un service tient compte des besoins de sécurité qui permettent d'accéder à ce service. Il permet à chaque terminaison participante d'exprimer la politique qu'elle souhaite voir appliquer lorsqu'elle s'engage dans un échange sécurisé avec une autre terminaison. Un mécanisme configurable d'appel des services de sécurité est proposé pour répondre aux besoins de sécurité des différentes catégories d'utilisateurs. Cette approche permet de faire évoluer l'infrastructure de sécurité avec des effets moindres sur les fonctionnalités de gestion des ressources, qui sont encore en pleine phase d'évolution. En outre, elle permet aux utilisateurs et aux fournisseurs de ressources de configurer l'architecture de sécurité en fonction de leurs besoins et de leur niveau de satisfaction.

Dans cette thèse on étudie quelques modèles macroscopiques pour des milieux conducteurs ou élastiques fortement hétérogènes et anisotropes obtenus par homogénéisation. Nous considérons le cas de l'homogénéisation périodique. En particulier pour le système de l'élasticité linéarisée modélisant les petites déformations d'un matériau fibré, nous étudions l'effet de l'anisotropie du matériau sur le modèle macroscopique et nous montrons que sous l'effet conjugué des conditions aux limites et de l'anisotropie des fibres, le système modélisant les déplacements à l'échelle macroscopique fait intervenir des termes non standard. Nous considérons plusieurs scalings et deux situations géométriques : dans la première le rayon des fibres cylindriques est du même ordre de grandeur que la taille de la période du milieu et dans la seconde la rayon est petit devant la période. Les résultats obtenus dans les deux cas, indépendants d'hypothèses de symétrie sur le matériau, permettent de retrouver les résultats déjà connus dans le cas de matériaux isotropes.

Le développement rapide des réseaux et de la télématique a mis en évidence la nécessité de définir des normes tant au niveau du matériel que du logiciel. D'importants travaux sont menés par les organismes nationaux et internationaux de normalisation: CCITT, ISO, AFNOR. Ces derniers sont aujourd'hui soutenus par l'ensemble des constructeurs et utilisateurs du monde de l'informatique et des télécommunications. Le modèle de référence pour l'interconnexion des systèmes ouverts (OSI) est le point de départ d'un ensemble de normes qui définissent le fonctionnement d'un réseau composé de systèmes informatiques hétérogènes répartis à travers le monde. La messagerie X400, appelée également courrier électronique, est sans doute une des premières applications normalisées s'appuyant sur le modèle OSI. De nombreuses autres applications bureautiques et télématiques sont en cours d'étude. En .dehors des problèmes politiques et économiques, on peut dire aujourd'hui que la normalisation se porte bien. * C'est dans l'idée de définit de nouvelles* applications utilisant les services normalisés dont la messagerie X400 que des groupes de travail Architel ont été crées à l'initiative de M. Claude Kintzig. Les applications actuellement étudiées sont le*s suivantes: * TFMM : Transfert de Fichiers en Mode Messagerie. * STMM: Soumission de Travaux en Mode messagerie * CRMM : Conférences Réparties en Mode Messagerie * BIMM : Bases d'Informations en Mode Messagerie Tous ces projets ont en commun deux points. Ils utilisent pour communiquer les services de Transfert de Messages X400. Et ils fonctionnent dans un environnement de systèmes et de machines hétérogènes.

Le trafic de données mobiles augmente de façon permanente. Afin d'éviter une saturation, les opérateurs doivent décharger le réseau cellulaire vers des réseaux d'accès alternatifs. WiFi se trouve être une bonne solution qui permet à l'opérateur de tirer parti de bandes de fréquence sans licence ainsi que du très grand nombre de points d'accès déjà déployés. Dans cette thèse, nous présentons tout d'abord un état de l'art des différentes solutions de couplage entre LTE et WiFi. Nous montrons que la plupart de ces solutions ne garantissent pas la continuité de session ou sont sujettes à une duplication des procédures de sécurité. Ceci a conduit à la proposition du Very Tight Coupling entre LTE et WiFi. Dans ce type d'architecture, les points d'accès WiFi sont connectés à une station de base LTE et les mécanismes de sécurité LTE sont réutilisées afin de permettre un accès rapide au réseau WiFi. Ceci permet également d'avoir une double connectivité et de garder le trafic de signalisation sur le réseau LTE, ce qui donne la possibilité d'avoir des procédures de sélection optimisées. Nous étudions comment le Very Tight Coupling peut être implémenté et comment les points d'accès WiFi intégrés dans les passerelles résidentielles peuvent être connectées aux stations de base LTE dans le cas d'un réseau fixe/cellulaire convergent. Nous évaluons ensuite par des outils mathématiques, les performances de différents schémas de couplage et calculons le taux de capacité pouvant être économisée. Ensuite, nous présentons une implémentation du Very Tight Coupling sur une plateforme utilisant une interface radio LTE réelle basée sur Open Air Interface. Nous effectuons plusieurs expérimentations afin de trouver la meilleure configuration du protocole de la couche liaison de données. Nous démontrons que le fait d'utiliser WiFi et LTE en parallèle n'augmente pas systématiquement le débit. / The mobile data traffic has been continuously increasing. To avoid saturation of cellular network, operators need to use alternative access networks for offloading purpose. WiFi is a good solution as the operator can take advantage of its unlicensed spectrum as well as the large number of deployed WiFi access points.In this thesis, we first provide a state-of-the-art of the different coupling solutions between LTE and WiFi. We show that most solutions cannot guarantee session continuity or duplicate the security procedures. This leads to propose "Very Tight Coupling" between LTE and WiFi. In this architecture, WiFi access points are connected to the LTE base stations and the security mechanisms of LTE are reused to ensure fast access to WiFi. It allows dual connectivity and to keep control signalling in the LTE network, which gives the possibility to have optimized interface selection procedures.We study how very tight coupling can be implemented and how WiFi APs that integrated in customer residential gateways can be connected to LTE base stations in a converged fixed/cellular network. We then mathematically evaluate the performance of different deployment schemes and compute how much capacity can be saved on the LTE network. Furthermore, we implement the solution on a platform with a real LTE radio interface based on the Open Air Interface framework as a proof-of-concept. We perform several experiments to find the configuration of the link-layer protocols that gives the highest bit rate. In particular, we show that using WiFi and LTE simultaneously does not always increase the bit rate.

La forme des grains est reconnue comme influençant leur comportement hydraulique mais n’est pas utilisée dans les modèles de transport par charriage pour deux raisons: les mécanismes de mise en mouvement des sédiments selon leur forme sont mal connus et la difficulté à définir cette forme selon des paramètres communs. De nombreux instruments ont été déployés in-situ, en amont de cette thèse, au large des côtes de Manche Orientale en Mars 2011. Une analyse détaillée des données collectées est effectuée afin de suivre l’évolution des quantités de matériaux charriées au cours d’un cycle tidal sur les zones ateliers explorées. Ces mesures in-situ sont ensuite confrontées aux formulations existantes selon deux approches : mono-fractionnée, utilisant le diamètre médian du mélange, et multi-fractionnées, impliquant une discrétisation de la courbe granulométrique. La nécessité d’osciller entre ces deux méthodes selon l’étendue granulométrique du site est mise en évidence. Des photographies des grains du disponible sédimentaire puis charriés in-situ mettent en avant un transport préférentiel sur le fond des particules les plus circulaires. Une nouvelle formule est développée prenant en compte l’hétérogénéité en taille et en circularité des sédiments pour l’estimation du transport charrié sous l’action d’un courant seul. La modification proposée améliore significativement les prédictions des modèles, en particulier pour les fractions grossières. Des tests préliminaires en canal à courant sont également effectués pour valider un nouveau montage et protocole expérimental dans le but de confronter les résultats in-situ et expérimentaux. / Particle shape is recognized to influence the hydraulic behavior of grains but is not used in current bedload transport models for two reasons: the mechanisms of initiation of motion of sediments according to their shape are not well understood and the difficulties to define particle shape with common parameters. Several instruments were deployed in-situ, before this study, in the Eastern English Channel in March 2011. A detailed analysis of the data collected is carried out to monitor the quantities of bedload transported materials along a tidal cycle in the three study areas explored. These in-situ measurements are then compared to existing formulations using two approaches: a single fraction approach, using the median diameter of the sediment mixture, and a multiple fraction approach, involving a discretization of the granulometric curve. The need to oscillate between these two methods according to the granulometric extent of the site studied is highlighted. Photographs of grains of the sediment cover and transported in-situ by bed load highlight a preferential transport of the most circular particles of the seabed. A new formula is developed, which takes into account the heterogeneity of particles in size and in circularity, to estimate bedload sediment transport under the action of a single current. The proposed adjustment significantly improves model predictions, especially for coarse fractions of sediments. Preliminary tests in a current channel are also performed to validate a new experimental set-up and protocol in order to compare in-situ and experimental results.

Dans cette thèse, nous nous sommes intéressée à la mise en oeuvre d'algorithmes itératifs sur des grappes hétérogènes. Ces algorithmes fonctionnent avec un volume important de données (calcul de matrices, traitement d'images, etc.), qui sera réparti sur l'ensemble des processeurs. À chaque itération, des calculs indépendants sont effectués en parallèle et certaines communications ont lieu. Il n'existe pas de raison a priori de réduire le partitionnement des données à une unique dimension et de ne l'appliquer que sur un anneau de processeurs unidimensionnel. Cependant, un tel partitionnement est très naturel et nous montrerons que trouver l'optimal est déjà très difficile. Après cette étude sur le placement et l'équilibrage de charge pour plates-formes hétérogènes, nous nous sommes intéressée à la redistribution de données sur ces mêmes plates-formes, lorsque que les caractéristiques de ces dernières changent. En ce qui concerne les anneaux de processeurs homogènes, nous avons totalement résolu le problème : nous avons obtenu des algorithmes optimaux et prouvé leur exactitude dans le cas homogène et dans le cas hétérogène. En ce qui concerne les anneaux hétérogènes, le cas unidirectionnel a été totalement résolu, alors que le cas bidirectionnel reste ouvert. Cependant, sous l'hypothèse de redistribution légère, nous sommes capable de résoudre le problème de manière optimale.