Les Composés Organiques Volatils sont des polluants primaires importants dont la concentration dans l’air doit être réduite en raison de leurs effets directs sur l’environnement et la santé humaine. L’oxydation catalytique des COV est une voie prometteuse pour leur élimination. Dans ce cadre les oxydations du n-butanol et/ou du toluène ont été étudiées en présence de deux familles de matériaux catalytiques. La première famille a concerné de nouveaux matériaux à porosité hiérarchisée (micro-, méso- et macroporeux) à base de TiO2 et dopés par du niobium. L’effet de l’ajout du Nb et du Pt sur les propriétés structurales, texturales et redox d’oxydes mixtes Nb-TiO2 a été étudié. L’exaltation de toutes ces propriétés a conduit à une formulation catalytique optimale pour l’élimination du n-butanol à basse température. La deuxième famille a concerné un oxyde de manganèse mésoporeux de type cryptomelane. Ces matériaux de forme fibreuse dopés par des métaux nobles en très faible quantité, se sont montrés très performants dans l’oxydation du n-butanol et toluène seuls, en raison de l’amélioration de leurs propriétés redox à basses températures. Les résultats les plus remarquables ont été obtenus dans l’étude de l’oxydation du mélange des deux COV puisqu’un effet de synergie a été obtenu pour l’oxydation du toluène qui a pu se faire à des températures très basses jamais reportées auparavant. / Volatil Organic Compounds are primary pollutants whose concentration in air must be reduced due to their harmful effects in the environment and human health. Catalytic oxidation of VOCs is a promising way of treating these pollutants. In this context, the oxidation of n-butanol and / or toluene were studied in the presence of two families catalytic materials. The first material was a new material with a hierarchical porosity (micro-, meso- and macroporous) based on niobium doped TiO2. In particular, it was found that Nb and Pt addition has an effect on the structural, textural, and redox properties of the Nb-TiO2 mixed oxide. The tuning of all these properties has led to an optimal formulation for catalytic removal of n-butanol at low temperatures. The second materialemployed was a manganese oxide type mesoporous cryptomelane. These fibrous materials, doped with noble metals in very small quantities, were very active in the n-butanol and toluene oxidation due to the improvement of their redox properties at low temperatures. The most remarkable results were obtained in the study of the oxidation of a VOC mixture. This is caused by a synergistic effect obtained from the oxidation of toluene which could be oxidized at very low temperatures never reported before.

Des règles environnementales de plus en plus strictes imposent une concentration en soufre dans les carburants en-dessous de 10 à 15 ppm. Donc, des catalyseurs plus efficaces doivent être développés. Dans ce travail, des catalyseurs nickel-tungsten supportés sur zéolites Beta et Mordenite hiérarchisées ont été préparés et évaluées en hydrodésulfuration (HDS).Tout d'abord, des zéolites Beta hiérarchisées ont été obtenues par post-traitement et caractérisées par DRX, N2-sorption, SEM, TEM et RMN. En conséquence, la zéolite Beta hiérarchisée préparée par post-traitement base-acide présente une excellente activité dans les réactions en catalyse acide, en particulier pour la conversion de grosses molécules.Des catalyseurs NiW supportés sur Al2O3 (NiW/Al2O3), zéolite Beta commerciale et hierarchisée (NiW/HB et NiW/HB-M), zéolite Mordenite commerciale et hierarchisée (NiW/HM et NiW/HM-M) ont été préparés et caractérisés par XRD, N2-sorption, IR, TEM et XPS. L'activité en HDS du 4,6-DMDBT sur NiW/HM-M et NiW/HB-M est plus du double de celle du catalyseur à base d’alumine NiW/Al2O3. La désactivation de catalyseurs supportés sur zéolite Beta a été étudiée dans la réaction d’HDS du thiophène. Les résultats indiquent que le mélange des solides NiW/HB ou NiW/HB-M avec NiW/Al2O3 et l'utilisation de zéolite Beta après échange avec des ions Na+ comme support (NiW/NaB-M) améliorent remarquablement la capacité anti-désactivation des catalyseurs. En conséquence, les catalyseurs NiW/NaB-M et catalyseur mélangé conduisent à une activité catalytique supérieure à celle de NiW/HB-M et NiW/Al2O3. / More and more strict regulations were drawn up in many countries to limit the concentration of sulfur below 10 ppm or 15 ppm in transportation fuel oil. Therefore, more efficient catalysts have to be developed. In this work, hierarchical Beta and Mordenite zeolite supported nickel-tungsten catalysts were prepared and evaluated in hydrodesulfurization (HDS) reactions.Firstly, hierarchical Beta zeolite was prepared by post-treatment and characterized by XRD, N2-sorption, SEM/TEM and NMR techniques. As a result, hierarchical zeolite Beta prepared by base-acid treatment exhibited excellent catalytic activity in acid-catalytic reactions, especially towards large molecules. NiW catalysts supported on Al2O3, commercial Beta and Mordenite zeolites (HB and HM), and hierarchical Beta and Mordenite prepared by post treatment (HB-M and HM-M) were characterized by XRD, N2 sorption, IR, TEM and XPS. Zeolite supported catalysts exhibited higher catalytic performance in the HDS of 4,6-DMDBT, due to the strong acidity of the zeolitic support that supplied an additional isomerization reaction route. The use of hierarchical zeolite could further improve the isomerization ability of catalyst. As a result, the HDS activity of 4,6-DMDBT over NiW/HM-M and NiW/HB-M was more than twice as that of NiW/Al2O3. The deactivation of hierarchical Beta zeolite supported catalysts was studied in the HDS of thiophene. Interestingly, mixing NiW/HB or NiW/HB-M with NiW/Al2O3 and the utilization of Na+-exchanged Beta as support (NiW/NaB) improved remarkably the anti-deactivation ability of the catalysts. As a result, NiW/NaB-M and mixture catalyst gave superior catalytic activity than NiW/HB-M and NiW/Al2O3.

Le résumé en français n'a pas été communiqué par l'auteur. / Le résumé en anglais n'a pas été communiqué par l'auteur.

L'objectif de cette thèse est de définir une méthodologie de mise en oeuvre et de prototypage d'un progiciel de gestion d'entreprise, ou ERP (Entreprise Resources Planning). En effet, le processus de mise en oeuvre d'un tel système informatique est long, coûteux et complexe à mener. Il est donc nécessaire de définir une méthode de travail, ainsi que des outils supports associés. Les premiers chapitres sont consacrés à la présentation de la problématique et des méthodes traitant de cette problématique : les méthodes de modélisation en entreprise. Nous présentons successivement IDEF, Merise, OMT/UML, puis GRAI/GIM, CIMOSA , PERA et GERAM. Le Business Process Reengineering (BPR) est ensuite présenté, ainsi que les outils informatiques associés à ce type de démarche. Nous retenons de cet état de l'art les concepts de processus, d'activité, ainsi que le principe d'une modélisation hiérarchisée pour représenter un système industriel. Nous exposons ensuite la démarche proposée. Dans une première partie, nous abordons cette démarche de façon globale, puis en détaillons chacune des phases. Celle-ci se base sur l'intégration lors de la reconception de l'entreprise, après son analyse, des contraintes inhérentes à l'implantation d'un ERP, ainsi que des spécificités de l'ERP choisi. La seconde partie est consacrée au cœur de ce travail de recherche, c'est à dire le prototypage. Nous proposons de construire un modèle instancié par 2 vues fonctionnelle (processus d'entreprise) et opérationnelle (ERP à implanter). Pour aider le travail du consultant, nous décrivons un ensemble d'outils à mettre en œuvre, dont l'aide à la rédaction de comptes-rendus. Enfin, la dernière partie présente MIT (Mapics Implementation Tool), l'outil d'aide à la mise en œuvre de l'ERP Mapics XA. Cet outil a été développé dans le cadre d'un contrat industriel avec ILSYS, une société de service spécialisée dans la mise en œuvre de cet ERP.

Les travaux présentés s'inscrivent dans le cadre de la commande et de la supervision des procédés discontinus. Un système de commande/supervision, étudié dans le contexte particulier des systèmes de production à traitements par lots, est proposé. Notre démarche s'oriente vers une approche globale, hiérarchisée et modulaire, des aspects temps-réel de la conduite de ces procédés de fabrication, reposant sur une modélisation homogène de chaque composante du système. Les points originaux sont d'une part, une nouvelle architecture de commande et d'autre part, une modélisation séparée du procédé et de la commande, dont la nature hybride de chaque modèle obtenu est abordée selon le respect de l'identité des "mondes'' discret et continu. L'architecture proposée est organisée autour de deux réseaux locaux : un bus de terrain à caractère continu, dédié aux variables d'état continues échantillonnées, et un bus d'atelier à caractère discret, consacré aux échanges sporadiques entre les éléments du système de commande/supervision. L'interface entre le monde des variables continues et celui des événements est assurée par un générateur d'événements. Ayant mis en évidence la nécessité d'une représentation des aspects discrets et continus au niveau de la supervision, le modèle du système, constitué du modèle du procédé et du modèle de sa commande, résulte de la combinaison de deux formalismes. Les réseaux de Petri sont utilisés pour aborder l'aspect discret (événementiel) et les équations algébro-différentielles pour représenter l'aspect continu. Ce modèle est structuré selon trois vues : une vue discrète traduisant la stratégie de commande, une vue discrète correspondant à une représentation qualitative de l'état du procédé (ses configurations) et une vue continue associée à chaque configuration. L'évolution cohérente de cette structure, basée sur les événements, est garantie par une coopération des modèles dont le s interactions sont clairement définies. Deux exemples d'application sont présentés afin d'illustrer l'approche exposée. Ils insistent sur l'importance de la notion de configuration dynamique et illustrent la modélisation hybride du procédé, les interactions entre les modèles, ainsi que l'association directe d'une vue continue à des états du modèle discret de la commande.

L’intégration des énergies renouvelables produites par un bâtiment et les réseaux de fourniture, qui sont amenés à proposer des tarifications et des puissances disponibles variables au cours de la journée, entraînent une grande variabilité de la disponibilité de l’énergie. Mais les besoins des utilisateurs ne sont pas forcément en accord avec cette disponibilité. La gestion de l’énergie consiste alors à faire en sorte que les moments de consommation des installations coïncident avec les moments où celle-ci est disponible. Notre objectif a été de proposer une stratégie de commande prédictive, distribuée et hiérarchisée, pour gérer efficacement l’énergie de l’habitat. Les aspects prédictifs de notre approche permettent d’anticiper les besoins et les variations de la tarification énergétique. L’aspect distribué va permettre d’assurer la modularité de la structure de commande, pour pouvoir intégrer différents usages et différentes technologies de manière simple et sans faire exploser la combinatoire du problème d’optimisation résultant. / Electrical system is under a hard constraint: production and consumption must be equal. The production has to integrate non-controllable energy resources and to consider variability of local productions. While buildings are one of the most important energy consumers, the emergence of information and communication technologies (ICT) in the building integrates them in smart-grid as important consumer-actor players. Indeed, they have at their disposal various storage capacities: thermal storage, hot-water tank and also electrical battery. In our work we develop an hierarchical and distributed Building Energy Management Systems based on model predictive control in order to enable to shift, to reduce or even to store energy according to grid informations. The anticipation enables to plan the energy consumption in order to optimize the operating cost values, while the hierarchical architecture enables to treat the high resolution problem complexity and the distributed aspect enables to ensure the control modularity bringing adaptability to the controller.

Les outils actuels de gestion en temps réel des réseaux s’appuient sur deux outils logiciels : les logiciels de prévision météorologique et les logiciels de simulation hydraulique. L’usage des premiers est une cause importante d’imprécision et d’incertitude, l’usage des seconds oblige à des pas temporels de décision importants du fait de leur besoin en temps de calcul. Cette façon de procéder fait que les résultats obtenus sont généralement éloignés de ceux attendus. L’idée force du projet CARDIO est de changer de paradigme de base en abordant la problématique par la face « automatique » plutôt que par celle « hydrologie ». L’objectif est de rendre possible la réalisation d’un grand nombre de simulations en des temps très courts (quelques secondes) permettant de se passer des prévisions météorologiques en utilisant directement les données pluviométriques recueillies en temps réel. L’objectif est de parvenir à un système où la prise de décision est réalisée à partir de données fiables et où la correction de l’erreur est permanente. / Generally, real-time management of sewer systems uses two main tools. The first software one, dedicated to weather forecast is known by their imprecision and uncertainty. The main issue of the second one concerns their computational complexity, which becomes a burden, as they require temporal important steps of decision. This leads to an important problem, where the obtained results are generally different from the really waited ones. The main idea and objective of the CARDIO project, which are the core of this thesis, is to deal with this important problem using a new paradigm based on “automatic” concepts rather than applied from “hydrology” point of view. Such approach allows the realization of a large amount of numerical simulation in a fast way during a very short time (a few seconds). This allows dispensing of weather forecast by using real-time meditative pluviometric data directly. The objective is to achieve a system where the decision-making is made based on reliable data and also, the error correction is permanent.

Dans l'industrie sidérurgique, les fours de réchauffage sont les plus grands consommateurs d'énergie après les hauts fourneaux. Réduire leur consommation énergétique est donc la préoccupation majeure de la commande des fours. Dans un four de réchauffage, des brames d'acier sont chauffées en traversant successivement plusieurs zones, de la température ambiante à un profil de température homogène de 1250 °C en sortie du four, avant d’être laminées dans les laminoirs à chaud. La température de brames est contrôlée par une structure de commande hiérarchisée à deux niveaux (niveau 1 et 2).L'objectif de ces travaux est d'améliorer la performance du chauffage et donc de réduire la consommation énergétique du four via une stratégie de commande prédictive distribuée hiérarchisée sur les deux niveaux de commande. Une approche de commande prédictive distribuée est tout d’abord développée pour le niveau 1 afin de suivre les consignes de température de zone, prenant en compte les couplages entre les zones et induisant une moindre complexité d’implantation par rapport à une approche centralisée. L’implantation industrielle a permis une amélioration significative de la précision du suivi de température et une réduction de la consommation d'énergie de 3%. Une deuxième étape propose l’élaboration de la commande prédictive hiérarchisée du niveau 2 afin, à partir de la consigne de température de brame, de déterminer les consignes de température optimales des zones en se fondant sur un modèle de transfert thermique du four. Les résultats de simulation, comparés aux données industrielles, montrent une réduction de la consommation énergétique de 5% et une meilleure qualité de chauffage des brames. L’approche précédente est enfin étendue pour prendre en compte et optimiser le cadencement des brames afin d’augmenter la productivité du four. La simulation montre une augmentation potentielle de productivité du four de 15 tonnes par heure tout en améliorant la qualité de chauffage des brames. / In steel industry, reheating furnaces are the biggest energy consumers after blast furnaces. As a result, reduction of energy consumption is the major concern of furnace control. In a walking-beam slab reheating furnace, steel slabs are heated by moving through successive zones from ambient temperature to a homogenous temperature profile of 1250°C at the furnace exit, to be rolled subsequently in the hot rolling mills. Temperature of slabs is controlled mainly by a two-level hierarchical structure, so called level 1 and level 2.The aim of this thesis is to improve the heating performance and consequently to reduce the energy consumption of the furnace by using hierarchical distributed model predictive control (MPC) strategy for both levels. In a first step, distributed model predictive controllers are developed for the level 1 in order to track zone temperature set-points. The distributed feature of the control law enables to consider coupling effects between zones while reducing the computation complexity compared to a complete centralized approach. The industrial results showed significant improvement on temperature tracking accuracy and an energy consumption reduction of 3%. In a second step, the hierarchical MPC is constructed for the level 2 in order to determine the optimal zones temperature setpoint from the slab temperature setpoint, based on a numerical heat transfer model of the furnace. The simulation results obtained with this strategy compared against industrial data show an energy consumption reduction of 5% and a better heating quality. The previous structure is finally extended to take into account and optimize the scheduling of the slabs within the MPC level 2 in order to increase productivity of the considered furnace. The simulation shows a potential increase of productivity of the furnace of 15 tons per hour while improving the slab heating quality.

Dans l'industrie sidérurgique, les fours de réchauffage sont les plus grands consommateurs d'énergie après les hauts fourneaux. Réduire leur consommation énergétique est donc la préoccupation majeure de la commande des fours. Dans un four de réchauffage, des brames d'acier sont chauffées en traversant successivement plusieurs zones, de la température ambiante à un profil de température homogène de 1250 °C en sortie du four, avant d’être laminées dans les laminoirs à chaud. La température de brames est contrôlée par une structure de commande hiérarchisée à deux niveaux (niveau 1 et 2).L'objectif de ces travaux est d'améliorer la performance du chauffage et donc de réduire la consommation énergétique du four via une stratégie de commande prédictive distribuée hiérarchisée sur les deux niveaux de commande. Une approche de commande prédictive distribuée est tout d’abord développée pour le niveau 1 afin de suivre les consignes de température de zone, prenant en compte les couplages entre les zones et induisant une moindre complexité d’implantation par rapport à une approche centralisée. L’implantation industrielle a permis une amélioration significative de la précision du suivi de température et une réduction de la consommation d'énergie de 3%. Une deuxième étape propose l’élaboration de la commande prédictive hiérarchisée du niveau 2 afin, à partir de la consigne de température de brame, de déterminer les consignes de température optimales des zones en se fondant sur un modèle de transfert thermique du four. Les résultats de simulation, comparés aux données industrielles, montrent une réduction de la consommation énergétique de 5% et une meilleure qualité de chauffage des brames. L’approche précédente est enfin étendue pour prendre en compte et optimiser le cadencement des brames afin d’augmenter la productivité du four. La simulation montre une augmentation potentielle de productivité du four de 15 tonnes par heure tout en améliorant la qualité de chauffage des brames. / In steel industry, reheating furnaces are the biggest energy consumers after blast furnaces. As a result, reduction of energy consumption is the major concern of furnace control. In a walking-beam slab reheating furnace, steel slabs are heated by moving through successive zones from ambient temperature to a homogenous temperature profile of 1250°C at the furnace exit, to be rolled subsequently in the hot rolling mills. Temperature of slabs is controlled mainly by a two-level hierarchical structure, so called level 1 and level 2.The aim of this thesis is to improve the heating performance and consequently to reduce the energy consumption of the furnace by using hierarchical distributed model predictive control (MPC) strategy for both levels. In a first step, distributed model predictive controllers are developed for the level 1 in order to track zone temperature set-points. The distributed feature of the control law enables to consider coupling effects between zones while reducing the computation complexity compared to a complete centralized approach. The industrial results showed significant improvement on temperature tracking accuracy and an energy consumption reduction of 3%. In a second step, the hierarchical MPC is constructed for the level 2 in order to determine the optimal zones temperature setpoint from the slab temperature setpoint, based on a numerical heat transfer model of the furnace. The simulation results obtained with this strategy compared against industrial data show an energy consumption reduction of 5% and a better heating quality. The previous structure is finally extended to take into account and optimize the scheduling of the slabs within the MPC level 2 in order to increase productivity of the considered furnace. The simulation shows a potential increase of productivity of the furnace of 15 tons per hour while improving the slab heating quality.

Cette thèse concerne l'utilisation de modèles fonctionnels dans le test de circuits intégrés complexes. Dans la première partie, des vecteurs de test sont générés pour les automates d'états finis a partir de leurs spécifications de synthèse. Un premier ensemble de vecteurs de test est calcule en parcourant tous les arcs du graphe de contrôle. Les valeurs d'entrées non spécifiées sur les transitions sont fixées afin d'accroitre la couverture. Il est montre que ce test a une excellente couverture par rapport a sa longueur. Les fautes résiduelles sont détectées par une methode de distinction sur les modèles machine juste machine fausse. La deuxième partie est consacrée au test hiérarchisé de circuits complexes. Les vecteurs de test locaux aux blocs sont justifies vers les entrées primaires et propages en avant vers les sorties primaires en utilisant des variables symboliques et des modèles fonctionnels pour les blocs traverses. Des techniques originale de propagation retardée permettent de restreindre le nombre d'échecs des propagations. Un prototype en prolog a été expérimenté