Quelques aspects de la physique des mésons B ont été étudiés par la<br />simulation numérique de la Chromodynamique Quantique sur réseau, qui est une approche non perturbative - basée sur les principes premiers de la Théorie Quantique des Champs - de calculer les fonctions de Green de la théorie. <br />Les couplages $\hat{g}$ et $\tilde{g}$ paramétrant le Lagrangien chiral effectif qui décrit les interactions entre mésons lourd-légers et pions mous ont été calculés au-delà de l'approximation quenched (à N_f=2). L'opérateur<br />$\bar{q}\gamma_\m \gc q$ a été renormalisé non perturbativement en utilisant les identités de Ward chirales. On trouve <br />$\hat{g}=0.4\div 0.6$ et $\tilde{g}=-0.1\div-0.3$. <br />La masse du quark étrange a été estimée par<br />une simulation unquenched (à N_f=2): elle a été renormalisée<br />dans le schéma non perturbatif RI-MOM. On obtient en faisant le raccordement avec le schéma MSbar m_s^{MSbar}(2 GeV)=101\pm 8^{+25}_{-0} MeV. <br />Une méthode a été proposée pour évaluer sur le réseau les facteurs de<br />forme associés aux transitions semileptoniques à recul nul <br />B \to D^{**} décrites dans le cadre de la Théorie Effective des Quarks Lourds. La constante de renormalisation de l'opérateur $\bar{h}\gamma_i \gc D_j h$ a été calculée à l'ordre d'une boucle de la théorie des perturbations.<br />On trouve \tau_1/2(1)=0.3\div 0.5 et \tau_3/2(1)=0.5\div 0.7. <br />Enfin le paramètre de sac associé à l'amplitude de mélange B_s-anti B_s a été évalué, en choisissant une action pour le quark étrange qui vérifie la symétrie chirale à maille a du réseau finie. De cette manière les erreurs systématiques, provenant des mélanges de chiralité, sont nettement réduites lors de la renormalisation de l'opérateur à 4 fermions $\bar{h}\gamma_{\m L}q\bar{h}\gamma_{\m L}q$. On obtient dans l'approximation quenched $B_{B_s}=0.92(3)$.

Développer un système de rendu distant pour terminaux légers et mobiles traitant d'objets multimédias et de leur sémantique consiste à (1) offrir une véritable expérience multimédia collaborative au niveau du terminal, (2) assurer la compatibilité avec les contraintes liées au réseau (bande passante, erreurs et latence variables en temps) et au terminal (ressources de calcul et de mémoire réduites) et (3) s'affranchir des types de terminaux et des spécificités des communautés.Cette thèse traite de ces enjeux et se positionne en rupture avec l'état de l'art en développant une architecture support fondée sur la gestion sémantique du contenu multimédia. Le principe consiste à convertir en temps réel le contenu graphique généré par l'application en un graphe de scène multimédia et à le gérer en fonction de la sémantique de ses composantes.L'optimisation de la bande passante est assurée par la compression adaptative du graphe de scène et par la compression sans perte des messages de collaboration. Les deux méthodes développées sont caractérisées respectivement par la création d'un unique graphe de scène intrinsèquement adaptable au réseau/terminal et par la mise à jour dynamique du dictionnaire de codage en fonction des messages générés par les utilisateurs. Elles sont brevetées.Les fonctionnalités collaboratives interviennent directement au niveau du contenu grâce à l'enrichissement du graphe de scène par un nouveau type de nœud, dont la normalisation ISO est en cours.Le démonstrateur logiciel sous-jacent, dénommé MASC (Multimedia Adaptive Semantic Collaboration), permet de comparer objectivement cette nouvelle architecture aux solutions actuellement déployées par des acteurs majeurs du domaine (VNC RBF ou Microsoft RDP). Deux types d'application ont été considérés : l'édition du texte et la navigation sur Internet. Les évaluations quantitatives montrent: (1) un impact limité des artéfacts visuels de conversion (PSNR compris entre 30 et 42 dB et SSIM supérieur à 0,9999), (2) consommation de la bande passante downlink (resp. uplink) réduite d'un facteur de 2 à 60 (resp. de 3 à 10), (3) latence dans la transmission des événements générés par l'utilisateur réduite d'un facteur de 4 à 6, (4) consommation des ressources de calcul côté client réduite d'un facteur 1,5 par rapport à VNC RFB.

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Dans un contexte de raréfaction des énergies à bas coût et de lutte contre le changement climatique, le secteur du bâtiment est contraint à des objectifs de diminution de ses consommations d'énergie. Un contrôle adapté des systèmes énergétiques du bâtiment peut constituer un levier important pour tendre vers cet objectif. Le but premier de ces travaux est la construction de modèles de faibles dimensions afin de pouvoir les embarquer dans un contrôleur pour améliorer la gestion énergétique. Ces modèles doivent être capables de s’enrichir des mesures disponibles sur site. Un bâtiment démonstrateur situé à l'Institut Universitaire de Technologie Génie Civil Construction Durable de Bordeaux sert de support au projet. Ce travail se décline en quatre volets. Le premier concerne la modélisation puisque des modèles légers basés sur l'analogie électrique et la représentation d'état sont proposés afin de décrire la dynamique du bâtiment sur un horizon de contrôle de quelques jours. Le deuxième volet concerne l'instrumentation du bâtiment puisque des campagnes de mesures courtes sont réalisées afin d'identifier les valeurs des paramètres du modèle de façon à minimiser l'écart modèle-mesure. Certains capteurs servent par la suite pour la gestion énergétique du bâtiment ; ces travaux posent donc également la question du jeu minimal de capteurs. Le troisième volet concerne la caractérisation des systèmes servant à piloter l'ambiance puisque dans une logique de contrôle optimal il faut être capable de relier l'effet de la commande sur la grandeur d'intérêt (température de confort). Le bâtiment démonstrateur comprend deux systèmes de chauffage : un plancher chauffant et des ventilo-convecteurs ainsi qu'une centrale de traitement d'air double flux pour le renouvellement d'air. Le dernier volet concerne la gestion énergétique avec l'utilisation d'un contrôleur prédictif embarquant l'un des modèles identifiés. Ainsi l’objectif est de chercher à anticiper le pilotage d'un système capacitif à long temps de réponse, tel que le plancher chauffant, grâce à la connaissance des perturbations futures (occupation, météo) sur un horizon de prédiction de quelques heures. Un contrôle réactif est assuré par les ventilo-convecteurs en appoint. La gestion prédictive est comparée à des stratégies de gestion plus classiques en simulation et in situ avec le bâtiment démonstrateur. L'originalité de ces travaux est de proposer une démarche pour la mise en place d'une boucle de contrôle complète (contrôleur/capteur /actionneurs) et de montrer s'il existe un intérêt à la gestion prédictive de systèmes à long temps de réponse dans le domaine du bâtiment. / The building sector is forced to reduce its energy consumption in a context of high energy prices and global warming. Proper control of building energy systems can be an important lever to move towards this goal. The main goal of this work is to obtain small size buildings models in order to use it in a controller to improve energy management. The inputs of these models are fed in real-time with available measurements on site. A demonstration building at the IUT Civil Engineering and Sustainable Construction of Bordeaux serves as experimental support for the project. This work consists of four parts. The first one is to make lightweight models based on the electrical analogy and state-space representation to describe the dynamics of the building on upcoming days. The second part concerns the instrumentation of the building because short measurement campaigns are carried out to identify the model parameter values to minimize the gap between model output and measurement. Some sensors are then used for energy management of the building; thus this work also raise the question of the minimum set of sensors. The third address the characterization of the systems used to control air temperature. For an optimal control logic we must be able to link the effect of the command on the interest variable (air temperature). The demonstration building includes two heating systems : floor heating system (FHS) and fan coil units (FC). A dual flow air handling unit (AHU) is used for air renewal. The last part concerns energy management with the use of a predictive controller boarding one of the identified models. This project intends to anticipate the control of long time response capacitive systems as floor heating through knowledge of future disturbances on a prediction horizon of a few hours (occupation, weather). A reactive control is ensured by the fan coil units. Predictive management is compared to more conventional management strategies in simulation and on-site with the demonstrator building. The originality of this work is to propose a method for the establishment of a full control loop (controller/sensor/actuator) and demonstrate an interest in the predictive management of long response time systems in the building sector.

Dans leur présentation traditionnelle, les systèmes à mémoire distribuée virtuellement partagée (MVP, en anglais DSM) permettent à des processus de partager un espace d'adressage commun selon un modèle de cohérence fixé : cohérence séquentielle, à la libération, etc. Les pro- cessus peuvent habituellement être distribués sur des noeuds physiquement distincts et leurs in- teractions par la mémoire commune sont implémentées (de manière transparente) par la MVP, en utilisant une bibliothèque de communication. Dans la plupart de travaux dans ce domaine, il est sous-entendu que la MVP et l'architecture sous-jacente sont données. Le programmeur doit alors adapter son application à ce cadre fixe, afin d'obtenir une exécution efficace. Cette approche impose des limitations statiques et ne permet pas de comparer des approches alternatives. La contribution de cette thèse consiste à proposer une plate-forme générique d'implémentation et d'expérimentation appelée DSM-PM2, qui permet de développer et d'optimiser conjointement les applications distribuées et le(s) protocole(s) de cohérence de la MVP sous-jacente. Cette plate-forme, implémentée entièrement au niveau logiciel, est portable sur plusieurs architectures de grappes hautes performances. Elle fournit les briques de bases nécessaires pour implémenter et évaluer une large classe de protocoles de cohérence multithreads dans un cadre unifié. Trois mo- dèles de cohérence sont actuellement supportés : la cohérence séquentielle, la cohérence à la libéra- tion et la cohérence Java. Plusieurs études de performance ont été effectuées à l'aide d'applications multithreads pour l'ensemble des protocoles proposés, sur différentes plates-formes. DSM-PM a été validé par son utilisation en tant que cible d'un système de compilation Java pour des grappes appelé Hyperion.

Récemment, le 3GPP (3rd Generation Partnership Project) a standardisé les systèmes LTE/LTE-A (Long Term Evolution/LTE-Advanced) qui ont été approuvés par l'UIT (Union Internationale des Télécommunications) comme des réseaux de télécommunications mobiles de 4éme génération. La sécurité est l'une des questions essentielles qui doivent être traitées avec soin pour protéger les informations de l'opérateur et des utilisateurs. Aussi, le 3GPP a normalisé plusieurs algorithmes et protocoles afin de sécuriser les communications entre les différentes entités du réseau. Cependant, l'augmentation du niveau de sécurité dans ces systèmes ne devrait pas leur imposer des contraintes lourdes telles qu’une grande complexité de calcul ou encore une forte consommation d'énergie. En effet, l'efficacité énergétique est devenue récemment un besoin critique pour les opérateurs afin de réduire l’empreinte écologique et les coûts opérationnels de ces systèmes. Les services de sécurité dans les réseaux mobiles tels que l'authentification, la confidentialité et l'intégrité des données sont le plus souvent effectués en utilisant des techniques cryptographiques. Toutefois, la plupart des solutions standardisées déjà adoptées par le 3GPP dépendent des algorithmes de chiffrement qui possèdent une grande complexité, induisant une consommation énergétique plus élevée dans les différentes entités communicantes du réseau. La confidentialité des données, qui se réfère principalement au fait de s'assurer que l'information n'est accessible qu'à ceux dont l'accès est autorisé, est réalisée au niveau de la sous-couche PDCP (Packet Data Convergence Protocol) de la pile protocolaire de LTE/LTE-A par l'un des trois algorithmes normalisés (EEA1, EEA2 et EEA3). Or, chacun des trois algorithmes exige une forte complexité de calcul car ils reposent sur la théorie de chiffrement de Shannon qui utilise les fonctions de confusion et de diffusion sur plusieurs itérations. Dans cette thèse, nous proposons un nouvel algorithme de confidentialité en utilisant le concept de substitution et de diffusion dans lequel le niveau de sécurité requis est atteint en un seul tour. Par conséquent, la complexité de calcul est considérablement réduite ce qui entraîne une réduction de la consommation d'énergie par les fonctions de chiffrement et de déchiffrement. De plus, la même approche est utilisée pour réduire la complexité des algorithmes 3GPP d'intégrité des données (EIA1, EIA2 et EIA3) dont le concept de chiffrement repose sur les mêmes fonctions complexes. Enfin, nous étudions dans cette thèse le problème d'authentification dans le contexte du paradigme D2D (Device to Device communications) introduit dans les systèmes 4G. Le concept D2D se réfère à la communication directe entre deux terminaux mobiles sans passer par le cœur du réseau. Il constitue un moyen prometteur pour améliorer les performances et réduire la consommation d'énergie dans les réseaux LTE/LTE-A. Toutefois, l'authentification et la dérivation de clé entre deux terminaux mobiles dans le contexte D2D n’ont pas fait l’objet d’études. Aussi, nous proposons un nouveau protocole léger d’authentification et de dérivation de clé permettant d’authentifier les terminaux D2D et de dériver les clés nécessaires à la fois pour le cryptage et pour la protection de l'intégrité des données. / Recently, the 3rd Group Project Partnership (3GPP) has developed Long Term Evolution/ Long Term Evolution-Advanced (LTE/LTE-A) systems which have been approved by the International Telecommunication Union (ITU) as 4th Generation (4G) mobile telecommunication networks. Security is one of critical issues which should be handled carefully to protect user's and mobile operator's information. Thus, the 3GPP has standardized algorithms and protocols in order to secure the communications between different entities of the mobile network. However, increasing the security level in such networks should not compel heavy constrains on these networks such as complexity and energy. Indeed, energy efficiency has become recently a critical need for mobile network operators for reduced carbon emissions and operational costs. The security services in mobile networks such as authentication, data confidentiality and data integrity are mostly performed using cryptographic techniques.However, most of the standardized solutions already adopted by the3GPP depend on encryption algorithms which possess high computational complexity which in turn contributes in consuming further energy at the different network communication parties.Data confidentiality which mainly refers to the protection of the user’s information privacy is achieved at the Packet Data Convergence Protocol (PDCP) sub-layer in the LTE/LTE-A protocol stack by one of the three standardized algorithms (EEA1, EEA2 and EEA3). However, each of the three algorithms requires high computational complexity since they rely on Shannon’s theory of encryption algorithms by applying confusion and diffusion for several rounds. In our thesis we propose a novel confidentiality algorithm using the concept of substitution and diffusion in which the required security level is attained in only one round. Consequently the computational complexity is considerably reduced which in return results in reducing the energy consumption during both encryption and decryption procedures. Similarly, the same approach is used to reduce the complexity of 3GPP data integrity algorithms (EIA1, EIA2 and EIA3) which the core cipher rely on the same complex functions. Finally, we investigate in this thesis the authentication issue in Device to Device paradigms proposal in 4G systems. Device to Device communications refer to direct communications between two mobile devices without passing through the core network. They constitute a promising mean to increase the performance and reduce energy consumptions in LTE/LTE-A networks. In such context, the authentication and key derivation between two mobile devices have not been well investigated. Thus, a novel lightweight authentication and key derivation protocol is proposed to authenticate two communicating devices during session establishments as well as deriving necessary keys for both data encryption and integrity protection.

Dans un bâtiment, les déperditions thermiques proviennent de diverses parties opaques (mur, toit et plancher) qui peuvent contenir du béton. Il est donc intéressant d'envisager des formulations de béton de structure avec des propriétés d'isolation thermique améliorées. L'utilisation de granulats légers, qui possèdent de bonnes propriétés thermiques grâce à leur structure poreuse, peut être une solution pour améliorer la capacité d'isolation des éléments en béton. Cette technique d'isolation répartie peut permettre d'éviter des dispositifs constructifs lourds tout en répondant aux exigences de la RT 2012. La présente étude a pour objectif d'optimiser le couple performance mécanique - capacité isolante des bétons de granulats légers. Elle repose sur une double approche expérimentale et numérique.Les bétons de granulats légers ciblés ont une masse volumique inférieure à 1500 kg/m3 et une résistance en compression supérieure à 25 MPa. L'influence de la nature des granulats légers, du taux de substitution du sable alluvionnaire par du sable léger, du rapport E/C et de l'ajout de fumée de silice sur les performances mécaniques et thermiques des bétons est étudiée afin de proposer des formulations adéquates pour une large gamme d'usage structurel. Le module d'Young, la résistance en compression, la conductivité thermique et la diffusivité sont mesurées sur 25 formulations de bétons de granulats légers. Le comportement thermique de ces différents bétons en fonction de facteurs climatiques, comme la température et le degré d'humidité est aussi examiné afin d'optimiser leurs propriétés d'isolation thermique. L'ensemble des résultats expérimentaux permet une meilleure compréhension de la relation entre la formulation des bétons de granulats légers et leur rapport performance mécanique / pouvoir isolant. En s'appuyant sur certaines mesures expérimentales, des modélisations numériques reposant sur des techniques d'homogénéisation permettent d'identifier des propriétés thermiques (conductivité thermique, chaleur spécifique) et mécaniques (module d'Young, résistance à la rupture) des granulats légers (gravillons et sables) difficilement mesurables expérimentalement. Connaissant les propriétés thermiques et mécaniques des différents constituants, des modélisations prédictives des comportements macroscopiques des bétons légers sont développées à partir de schémas d'homogénéisation pour des matériaux multi-phases polydisperses. Les outils développés sont comparés et validés par confrontation aux mesures expérimentales pour les différentes familles de bétons de granulats légers étudiés. Ils permettront par la suite d'alléger les coûts et délais des campagnes expérimentales de mise au point des formulations. La modélisation, sur une année, des transferts thermiques à travers une enveloppe de bâtiment en béton de granulats légers permet de quantifier l'amélioration des performances thermiques des bétons de granulats légers par rapport à un béton classique. / In a building, heat is lost through a variety of surfaces (wall, roof and floor) that may contain concrete. It is therefore useful to consider alternative concrete structures with improved thermal insulation properties. The use of lightweight aggregates, which have good thermal properties due to their porous structure, can present a solution for improving the insulation capacity of the concrete elements. This embedded insulation technique allows lighter construction systems while satisfying the requirements of the RT 2012. This study aims to optimize the mechanical performance/insulating capacity coupling of lightweight aggregate concrete. It is based on a double approach of experimental and numerical analysis.The targeted lightweight aggregate concretes have a density lower than 1500 kg/m3 and a compressive strength higher than 25 MPa. The influence of the lightweight aggregate nature, the rate of substitution of alluvial sand by lightweight sand, W/C ratio and the addition of silica fume on the mechanical and thermal performances of concrete is studied. This allows to identify formulations suitable for a wide range of structural applications. Young's modulus, compressive strength, thermal conductivity and diffusivity are measured on 25 formulations of lightweight aggregate concrete. The thermal behavior of these concretes, including sensible and latent heat transfer, is also examined in order to optimize their thermal insulation properties. The experimental results provide a better understanding of the relationship between the formulation of lightweight aggregate concrete and the mechanical performance to insulating capacity ratio. Based on some experimental measurements, numerical modeling is carried out in order to identify the thermal properties (thermal conductivity, specific heat) and mechanical properties (Young's modulus, fracture strength) of lightweight aggregates (gravel and sand) which are difficult to measure experimentally. Homogenization methods for two phase materials are used for this purpose. By knowing the thermal and mechanical properties of different components, the predictive modeling of the macroscopic behavior of lightweight concrete can be developed from homogenization schemes for multi-phase polydisperse materials. The analytical methods developed are validated by comparison with experimental measurements for the different families of lightweight aggregate concrete studied. They will eventually alleviate the costs and delays of the experimental analysis. The heat transfer over a year through the building envelope made of lightweight concrete is modeled in order to quantify the improvement in thermal performance of lightweight aggregate concrete compared to normal concrete.

En informatique, la notion de processus léger ou thread est désormais omniprésente. En effet, les threads permettent à un programme d'une part d'exploiter pleinement les ordinateurs multiprocesseurs et d'autre part d'exprimer son parallélisme intrinsèque. Dans le domaine du calcul hautes performances, les threads permettent de recouvrir des communications ou plus généralement des entrées/sorties avec du calcul. Ils permettent aussi aux divers composants de l'application de progresser indépendamment les uns des autres, ce qui est nécessaire avec l'utilisation d'environnements de programmation toujours plus complexes comme MPI ou Corba.<br /><br />Mes travaux avaient pour objectif principal d'aboutir à la conception d'une bibliothèque de threads performante sur une vaste gamme d'architectures (machines mono ou multiprocesseurs, technologie "multithreading simultané", ...) et capable d'offrir les fonctionnalités demandées par les programmes de calcul hautes performances. Dans un premier temps, j'ai proposé une extension du modèle des Scheduler Activations pour le noyau Linux permettant d'être réactif aux interruptions dans une bibliothèque de threads utilisateurs. J'ai ensuite étendu ce mécanisme de manière à unifier la gestion des interruptions et des scrutations dans un environnement multithreadé. Enfin, j'ai proposé un mécanisme de prise de traces permettant de reconstituer précisément le déroulement d'un programme multithreadé, y compris lorsque l'ordonnancement est à deux niveaux.<br /><br />Ces travaux ont été implémentés au sein du logiciel PM2. La bibliothèque Marcel offre des threads performants sur une vaste gamme de processeurs et de systèmes en restant suffisamment flexible pour permettre aux applications qui le nécessitent de diriger précisément l'ordonnancement de leurs threads. Les applications peuvent être tracées de manière à pouvoir reconstituer et observer leur comportement précis. La trace obtenue peut être convertie au format du logiciel Pajé qui permet alors de visualiser graphiquement le déroulement de l'application.

L'objectif des travaux présentés est la conception etl'implémentation d'outils d'aide à la mise au point d'applications parallèles, pour en éliminer les erreurs de logique et de performance. Les plateformes parallèles cibles sont des grappes de plusieurs dizaines de noeuds multiprocesseurs. Les programmes parallèles considérés mettent en oeuvre un réseau de fils d'exécution \textit((threads)) évoluant dynamiquement et qui communiquent par mémoire commune à l'intérieur d'un même noeud et par passage de message entre deux noeuds distincts. Deux problèmes sont abordés principalement. Tout d'abord, la recherche d'erreurs fugitives provenant de l'indéterminisme du modèle de programmation est traitée par l'adaptation de méthodes de ré-exécution déterministe à ce modèle. L'autre problème est la complexité de la dynamique des exécutions de programmes parallèles, qui rend difficile leur compréhension et l'identification des erreurs. Un outil de visualisation interactif, «scalable» et extensible, basé sur l'analyse de traces d'exécution, permet de faciliter cette compréhension. Les difficultés que pose l'intégration des outils développés dans un environnement cohérent de mise au point sont ensuite identifiées et des solutions sont esquissées.