Un modèle de comportement thermomécanique pour les alliages à mémoire de forme est présenté. Il prend en compte la transformation de phase martensitique, l'orientation des variantes de martensite ainsi que l'accommodation inélastique des macles au sein de la martensite formée sous une structure auto-accommodée. Un potentiel thermodynamique pour un volume élémentaire représentatif est proposé. Il est décrit à l'aide de trois variables internes définies à l'échelle macroscopique. Des forces thermodynamiques sont dérivées de ce potentiel et équilibrées en faisant intervenir des phénomènes dissipatifs. Le modèle est ensuite implanté dans un code de calcul par élément finis afin de dimensionner des structures en deux et trois dimensions. Ce modèle a servi par la suite de base à une description non locale du comportement superélastique permettant de prendre en compte les phénomènes de localisation observés dans les fils et les films minces d'AMF. Des éléments finis spécifiques sont développés afin de pouvoir prendre en compte ce type d'approche dans le cadre d'un calcul de structures. / A constitutive thermomechanical model for the behavior of shape memory alloys is presented. It takes into account the martensitic phase transformation, the orientation of martensite variants and the inelastic accommodation of twins inside self-accommodated martensite. A thermodynamical potential is built using three internal variables described at macroscopic scale. Driving forces are derived from this potential and the equilibrium is reached by considering dissipative phenomena. The model is then implemented into a finite element code in order to design two or three-dimensional structures. It was adopted as a fundamental for a non-local description of the superelastic behavior in order to take into account the localization phenomenon observed in SMA wires and thin films. Specific finite elements are developed to account with this type of approach in the framework of structures computation.

Les Alliages à Mémoire de Forme Ferromagnétiques (AMFF) sont de nouveaux matériaux intelligents qui présentent des déformations induites par l’application d’un champ magnétique pouvant aller jusqu’à 10%. Ainsi, ils ont un fort potentiel pour de nombreuses applications technologiques. En outre, les couplages forts entre le champ magnétique et la structure dans ces matériaux rendent le phénomène « mémoire » très intéressant d'un point de vue scientifique. Ce travail présente une investigation de ces matériaux via des calculs ab initio effectues en utilisant la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) a l’aide du logiciel VASP. Dans les alliages stœchiométriques du type Ni2XY (X = Mn, Fe, Co, Y = Ga, In), les paramètres structuraux, les distances interatomiques, les moments magnétiques partiels et totaux augmentent graduellement avec le nombre d’électrons de valence de l’élément X alors que le module de compressibilité varie en sens inverse. Les énergies de formation des composes indiquent une tendance a la déstabilisation de l’alliage si les atomes de Mn sont substitues par des atomes de Fe ou de Co mais également si les atomes de Ga sont remplacés par des atomes d’In. La liaison forte entre les atomes de Ni dans Ni2MnGa est remplacée par des liaisons entre les atomes de Ni et de X dans les autres alliages. Pour les alliages non-stoechiométriques Ni2XY (X = Mn, Fe, Co, Y = Ga, In), des énergies de formation de plusieurs types de défauts (permutations atomiques, enrichissement et appauvrissement en un ou plusieurs éléments, lacunes) ont été calcules. Dans la plupart des cas, les atomes en excès occupent les sites de l’atome déficient, sauf dans le cas d’un compose pauvre en Ni et riche en Y. Dans ce dernier cas, la paire de défauts (YX + Xni) est énergétiquement plus favorable. La valeur du moment magnétique dépend de manière très sensible de la distance entre les atomes de Ni et X. Les effets de l'addition de Co sur les propriétés de l’alliage Ni8-xMn4Ga4Cox (x=0-2) ont été étudiés. Les atomes de Co occupent préférentiellement les sites Ni. Les énergies de formation calculées indiquent une instabilité structurale augmentant avec la teneur en Co pour les deux phases : austénite paramagnétique (AP) et ferromagnétique (AF). La différence d'énergie totale entre ces 2 phases AP et AF augmente également avec la teneur en Co, qui se traduit par une élévation de la température de Curie Tc quand le Ni est substitue par le Co. La complémentarité et le couplage des aspects fondamentaux tels que la cristallographie, la stabilité de phase, et la structure électronique dans les AMFF de type Ni-X-Y (X = Mn, Fe, Co, Y = Ga, In) ont une grande importance pour améliorer les performances fonctionnelles et permettront de concevoir de nouveaux AMFF prometteurs / Ferromagnetic shape memory alloys (FSMAs) are novel smart materials which exhibit magnetic field induced strains of up to 10 %. As such they have potential for many technological applications. Also, the strong magnetostructural couplings of the FMSM effect make the phenomenon very interesting from a scientific point of view. In the present work, a series of first–principles calculations have been performed within the framework of the Density Functional Theory (DFT) using the Vienna Ab initio Software Package (VASP). In the stoichiometric Ni2XY (X=Mn, Fe, Co; Y=Ga, In) alloys, lattice parameters, atomic separations, total and partial magnetic moments decrease gradually with the increase in the X atomic number; whereas the bulk modulus displays an opposite tendency. The formation energy indicates a destabilization tendency if Mn is substituted by Fe or Co, or Ga is replaced by In. The strong bond between neighboring Ni atoms in Ni2MnGa is replaced by the bond between Ni and X atoms in other alloys. For the off-stoichiometric Ni2XY (X=Mn, Fe, Co; Y=Ga, In), the formation energies of several kinds of defects (atomic exchange, antisite, vacancy) were calculated. For most cases of the site occupation, the excess atoms of the rich component directly occupy the site(s) of the deficient one(s), except for Y-rich Ni-deficient composition. In the latter case, the defect pair (YX + XNi) is energetically more favorable. The value of Ni magnetic moment sensitively depends on the distance between Ni and X atoms. The effects of Co addition on the properties of Ni8-xMn4Ga4Cox (x=0-2) FSMAs were systematically investigated. The added Co atoms preferentially occupy the Ni sites. The calculated formation energies indicate a structural instability with the increase in the Co content for both paramagnetic (PA) and ferromagnetic austenite (FA). The total energy difference between PA and FA increases, which results in the rise of Tc when Ni is replaced by Co. Insights into fundamental aspects such as crystallography, phase stability, and electronic structure in Ni-X-Y (X=Mn, Fe, Co; Y=Ga, In) FSMAs are of great significance to improve the functional performances and to design new promising FSMAs

Dans ce travail, les caractéristiques cristallographiques des martensites d’alliages Ni-Mn-Ga ont été étudiées en détail. En utilisant l’information de la superstructure de martensite 5M de Ni50Mn28Ga22 et de martensite 7M de Ni50Mn30Ga20 pour des mesures en EBSD, les structures cristallines ont été confirmées. Le nombre de variantes, les relations d’orientation entre les variantes adjacentes et les plans d’interface des variantes ont été déterminées sans ambiguïté. Sur la base de données d’orientations précises des variantes de martensite, les relations d’orientation de transformation de l’austénite en martensite 5M et de l’austénite en martensite 7M ont été déterminées, sans présence de l’austénite résiduelle. Pour la martensite NM de Ni54Mn24Ga22, les lamelles de macles à l’échelle nanométrique dans les platelets martensitiques ont été révélées. Les interfaces entre les platelets et entre les lamelles ont été analysées. Dans un alliage Ni53Mn22Ga25 avec coexistence de l’austénite et de la martensite à température ambiante, la formation de la microstructure martensitique en forme de losange avec quatre variantes lors de la transformation de l’austénite en martensite 7M a été mise en évidence. La nature de la martensite 7M a été clairement précisée dans ce travail. Elle est thermodynamiquement métastable et intermédiaire entre l’austénite parent et la martensite NM finale. La martensite 7M possède une structure cristalline indépendante, plutôt que la combinaison de macles nanométrique de martensite non modulée. Le rôle de la martensite 7M dans la transformation est d’atténuer le décalage important entre la maille de l’austénite cubique et celle de la martensite tétragonale et d’éviter la formation d’interfaces incohérentes entre les platelets de martensite NM, qui constituent une barrière énergétique infranchissable / In this work, the crystallographic features of martensites in Ni-Mn-Ga alloys were detailed studied. By using superstructure information for EBSD mapping on 5M martensite in Ni50Mn28Ga22 alloy and 7M martensite in Ni50Mn30Ga20 alloy, the crystal structures were confirmed and the variant number, twin orientation relationships of adjacent variants and twin interface planes were unambiguously determined. Based on the accurate orientation data of martensite variants, the transformation ORs for austenite-5M and austenite-7M were indirectly determined with no presence of initial austenite. For the NM martensite of Ni54Mn24Ga22, the nano-scale twin lamellae in martensitic plates were revealed, and the inter-plate interfaces and inter-lamellar interfaces were analyzed. In a Ni53Mn22Ga25 alloy with co-existence of austenite and martensite at room temperature, the formation of characteristic diamond-like martensite microstructure with four variants during the austenite-7M martensite transformation was evidenced. The 7M martensite occurs on cooling as a thermodynamically metastable phase that is intermediate between the parent austenite and the final NM martensite. 7M martensite possesses an independent crystal structure, rather than the nanotwin combination of normal non-modulated martensite. The role of 7M martensite in the transformation from the cubic austenite to the tetragonal NM martensite has been clarified, which is at the request of mitigating the large lattice mismatch between the cubic austenite and the tetragonal NM martensite and avoiding the formation of the incoherent NM plate interfaces that represent insurmountable energy barrier

Ma thèse de doctorat porte sur la mémoire et sur les modalités de transmission des connaissances en danse contemporaine. Pour réaliser mon étude, je me suis concentrée sur le cas de la compagnie du Tanztheater Wuppertal Pina Bausch et sur l’héritage artistique de la chorégraphe allemande Pina Bausch (1940-2009). Depuis 2009, une fondation qui porte son nom a été adjointe à l’institution historique de la compagnie de danse qui poursuit à représenter le répertoire Bausch dans le monde entier. La fondation - fondée par le fils de Pina Bausch, Salomon Bausch - a pour objectif la conservation et la diffusion de la connaissance des œuvres artistiques que sa mère a créées tout au long de sa vie : elle détient les archives Bausch, les droits de œuvres et les scénographies et les costumes créés par Rolf Borzik. La réflexion méthodologique est incorporée, à part entière, dans ma thèse. Pour les interviews que j’ai réalisées, j’ai adopté la méthodologie de l’histoire orale. Ma recherche est axée sur quatre domaines principaux qui correspondent à quatre différentes articulations de la mémoire : l’archive, le répertoire, la création et l’exposition. La perspective d’accès choisie pour observer la façon dont les chorégraphies et l’histoire du Tanztheater Wuppertal Pina Bausch sont transmises aux nouvelles générations à l’ère post-Bausch est celle des danseurs italiens qui ont intégré la compagnie entre 1973 et 2009. A ce propos, j’ai réalisé une série d’interviews avec : Beatrice Libonati, Antonio Carallo, Aida Vainieri, Cristiana Morganti, Damiano Ottavio Bigi et Marigia Maggipinto. Le témoignage de chacun des danseurs permet de questionner l’histoire du Tanztheater Wuppertal à partir d’un point de vue interne et donne des informations sur le fonctionnement de la mémoire et de la transmission. / My doctoral thesis deals with memory and the transmission of knowledge in contemporary dance. To prepare my study, I concentrated on the case of the dance company Tanztheater Wuppertal Pina Bausch and on the German choreographer Pina Bausch’s the artistic legacy (1940-2009). Since 2009, a foundation named after the choreographer was created alongside the historic dance company which continues to represent the Bausch repertory worldwide. The foundation’s goal - which was founded by Pina Bausch’s son, Salomon Bausch - is to preserve and spread the knowledge of his mother’s artworks which were created all her life long: it owns the Bausch archives, the dance works rights and the scenography and the costumes created by Rolf Borzik.The methodological reflection which support my thesis is fully embodied. For the interviews, I adopted the methodology of oral history. My research is based on four principal domains which correspond to four different articulations of memory: the archives, the repertory, the creation and the exhibition. The perspective I chose to access my object of study and to observe how the choreographies and the history of the Tanztheater Wuppertal Pina Bausch are transmitted to new generations at the post-Bausch era is that of the Italian dancers who integrated the company between 1973 and 2009. For this purpose, I’ve realized a series of interviews with: Beatrice Libonati, Antonio Carallo, Aida Vainieri, Cristiana Morganti, Damiano Ottavio Bigi et Marigia Maggipinto. The witnessing of each one of the dancers allows to question Tanztheater Wuppertal’s history from an internal point of view and it gives information concerning the functioning of memory and transmission.

Cette thèse s'inscrit dans le contexte de la désagrégation des systèmes informatiques - une approche novatrice qui devrait gagner en popularité dans le secteur des centres de données. A la différence des systèmes traditionnels en grappes, où les ressources sont fournies par une ou plusieurs machines, dans les systèmes désagrégés les ressources sont fournies par des nœuds discrets, chaque nœud ne fournissant qu'un seul type de ressources (unités centrales de calcul, mémoire, périphériques). Au lieu du terme de machine, le terme de créneau (slot) est utilisé pour décrire une unité de déploiement de charge de travail. L'emplacement est assemblé dynamiquement avant un déploiement de charge de travail par l'orchestrateur système.Dans l'introduction nous abordons le sujet de la désagrégation et en présentons les avantages par rapport aux architectures en grappes. Nous ajoutons également au tableau une couche de virtualisation car il s'agit d'un élément crucial des centres de données. La virtualisation fournit une isolation entre les charges de travail déployées et un partitionnement flexible des ressources. Elle doit cependant être adaptée afin de tirer pleinement parti de la désagrégation. C'est pourquoi les principales contributions de ce travail se concentrent sur la prise en charge de la couche de virtualisation pour la mémoire désagrégée et la mise à disposition des périphériques.La première contribution principale présente les modifications de la pile logicielle liées au redimensionnement flexible de la mémoire d'une machine virtuelle (VM). Elles permettent d'ajuster la quantité de RAM hébergée (c'est à dire utilisée par la charge de travail en cours d'exécution dans une VM) pendant l'exécution avec une granularité d'une section mémoire. Du point de vue du logiciel il est transparent que la RAM proviennent de banques de mémoire locales ou distantes.La deuxième contribution discute des notions de partage de mémoire entre machines virtuelles et de migration des machines virtuelles dans le contexte de la désagrégation. Nous présentons d'abord comment des régions de mémoire désagrégées peuvent être partagées entre des machines virtuelles fonctionnant sur différents nœuds. De plus, nous discutons des différentes variantes de la méthode de sérialisation des accès simultanés. Nous expliquons ensuite que la notion de migration de VM a acquis une double signification avec la désagrégation. En raison de la désagrégation des ressources, une charge de travail est associée au minimum à un nœud de calcul et a un nœud mémoire. Il est donc possible qu'elle puisse être migrée vers des nœuds de calcul différents tout en continuant à utiliser la même mémoire, ou l'inverse. Nous discutons des deux cas et décrivons comment cela peut ouvrir de nouvelles opportunités pour la consolidation des serveurs.La dernière contribution de cette thèse est liée à la virtualisation des périphériques désagrégés. Partant de l'hypothèse que la désagrégation de l'architecture apporte de nombreux effets positifs en général, nous expliquons pourquoi elle n'est pas immédiatement compatible avec la technique d'attachement direct, est pourtant très populaire pour sa performance quasi native. Pour remédier à cette limitation, nous présentons une solution qui adapte le concept d'attachement direct à la désagrégation de l'architecture. Grâce à cette solution, les dispositifs désagrégés peuvent être directement attachés aux machines virtuelles, comme s'ils étaient branchés localement. De plus, l'OS hébergé, pour lequel la configuration de l'infrastructure sous-jacente n'est pas visible, n'est pas lui-même concerné par les modifications introduites. / This dissertation is positioned in the context of the system disaggregation - a novel approach expected to gain popularity in the data center sector. In traditional clustered systems resources are provided by one or multiple machines. Differently to that, in disaggregated systems resources are provided by discrete nodes, each node providing only one type of resources (CPUs, memory and peripherals). Instead of a machine, the term of a slot is used to describe a workload deployment unit. The slot is dynamically assembled before a workload deployment by the unit called system orchestrator.In the introduction of this work, we discuss the subject of disaggregation and present its benefits, compared to clustered architectures. We also add a virtualization layer to the picture as it is a crucial part of data center systems. It provides an isolation between deployed workloads and a flexible resources partitioning. However, the virtualization layer needs to be adapted in order to take full advantage of disaggregation. Thus, the main contributions of this work are focused on the virtualization layer support for disaggregated memory and devices provisioning.The first main contribution presents the software stack modifications related to flexible resizing of a virtual machine (VM) memory. They allow to adjust the amount of guest (running in a VM) RAM at runtime on a memory section granularity. From the software perspective it is transparent whether they come from local or remote memory banks.As a second main contribution we discuss the notions of inter-VM memory sharing and VM migration in the disaggregation context. We first present how regions of disaggregated memory can be shared between VMs running on different nodes. This sharing is performed in a way that involved guests which are not aware of the fact that they are co-located on the same computing node or not. Additionally, we discuss different flavors of concurrent accesses serialization methods. We then explain how the VM migration term gained a twofold meaning. Because of resources disaggregation, a workload is associated to at least one computing node and one memory node. It is therefore possible that it is migrated to a different computing node and keeps using the same memory, or the opposite. We discuss both cases and describe how this can open new opportunities for server consolidation.The last main contribution of this dissertation is related to disaggregated peripherals virtualization. Starting from the assumption that the architecture disaggregation brings many positive effects in general, we explain why it breaks the passthrough peripheral attachment technique (also known as a direct attachment), which is very popular for its near-native performance. To address this limitation we present a design that adapts the passthrough attachment concept to the architecture disaggregation. By this novel design, disaggregated devices can be directly attached to VMs, as if they were plugged locally. Moreover, all modifications do not involve the guest OS itself, for which the setup of the underlying infrastructure is not visible.

Les multiprocesseurs et microprocesseurs multicœurs modernes mettent en oeuvre des modèles mémoires dits faibles ou relâchés, dans dans lesquels l'ordre apparent des opérations mémoire ne suit pas la cohérence séquentielle (SC) proposée par Leslie Lamport. Tout programme concurrent s'exécutant sur une telle architecture et conçu avec un modèle SC en tête risque de montrer à l'exécution de nouveaux comportements, dont certains sont potentiellement des comportements incorrects. Par exemple, un algorithme d'exclusion mutuelle correct avec une sémantique par entrelacement pourrait ne plus garantir l'exclusion mutuelle lorsqu'il est mis en oeuvre sur une architecture plus relâchée. Raisonner sur la sémantique de tels programmes s'avère très difficile. Par ailleurs, bon nombre d'algorithmes concurrents sont conçus pour fonctionner indépendamment du nombre de processus mis en oeuvre. On voudrait donc pouvoir s'assurer de la correction d'algorithmes concurrents, quel que soit le nombre de processus impliqués. Pour ce faire, on s'appuie sur le cadre du Model Checking Modulo Theories (MCMT), développé par Ghilardi et Ranise, qui permet la vérification de propriétés de sûreté de programmes concurrents paramétrés, c'est-à-dire mettant en oeuvre un nombre arbitraire de processus. On étend cette technologie avec une théorie permettant de raisonner sur des modèles mémoires faibles. Le résultat ce ces travaux est une extension du model checker Cubicle, appelée Cubicle-W, permettant de vérifier des propriétés de systèmes de transitions paramétrés s'exécutant sur un modèle mémoire faible similaire à TSO. / Modern multiprocessors and microprocesseurs implement weak or relaxed memory models, in which the apparent order of memory operation does not follow the sequential consistency (SC) proposed by Leslie Lamport. Any concurrent program running on such architecture and designed with an SC model in mind may exhibit new behaviors during its execution, some of which may potentially be incorrect. For instance, a mutual exclusion algorithm, correct under an interleaving semantics, may no longer guarantee mutual exclusion when implemented on a weaker architecture. Reasoning about the semantics of such programs is a difficult task. Moreover, most concurrent algorithms are designed for an arbitrary number of processus. We would like to ensure the correctness of concurrent algorithms, regardless of the number of processes involved. For this purpose, we rely on the Model Checking Modulo Theories (MCMT) framework, developed by Ghilardi and Ranise, which allows for the verification of safety properties of parameterized concurrent programs, that is to say, programs involving an arbitrary number of processes. We extend this technology with a theory for reasoning about weak memory models. The result of this work is an extension of the Cubicle model checker called Cubicle-W, which allows the verification of safety properties of parameterized transition systems running under a weak memory model similar to TSO.

La période périnatale est une période critique lors de laquelle la qualité de l’environnement influencedurablement le phénotype. Ainsi, l’adversité dans l’enfance affecte la santé mentale à l’âge adulte. Noshabitudes alimentaires se sont modifiées avec une augmentation de la consommation d’aliments gras.Ces changements altèrent l’environnement nutritionnel précoce, mais l’effet à long terme sur le cerveauest mal connu. L’objectif de ma thèse était d’examiner, grâce un modèle animal, l’impact d’un régime maternelhyperlipidique (HL) modélisant le régime des sociétés occidentales et d’un stress de séparationmaternelle sur la programmation du phénotype de la descendance adulte. Dans une 1ière étude, nousavons montré que le régime maternel HL entraine des modifications métaboliques chez la descendanceet vulnérabilise à l’émergence de déficits mnésiques si l’exposition au régime est maintenue. Dans une2ème étude, nous avons exploré les effets combinés du régime maternel HL et d’un stress de séparationmaternelle (3h/jour, postnatal jours 2 à 14). Le stress précoce augmente la motivation pour desaliments palatables et combiné au régime maternel HL exacerbe la prise de poids sous régime palatable.En revanche, le régime maternel HL protège la descendance des perturbations émotionnelles etmnésiques associées au stress précoce. Cet effet pourrait être sous-tendu par l’augmentation ducomportement maternel sous régime HL et par l’atténuation des altérations développementales ducortex préfrontal des ratons stressés. En conclusion, mon travail démontre que la nutrition et le stressinteragissent en période périnatale et modifient à long terme le phénotype. / The perinatal period is a critical period during which the quality of the environment has long lasting effects onadult phenotype. Early adversity in childhood has been associated with higher risks to developneuropsychiatric disorders later in life. Nowadays, modern societies are characterized by a high consumptionof fat. Although these changes also affect nutritional environment during development, the impact on brainfunctioning and behavior remains unknown. The aim of my thesis was to examine the programming effects of maternal high-fat diet (HFD, western diet)and early stress on offspring phenotype. In the first part, we showed that maternal HFD leads to metabolicdisturbances in adult offspring and sensitized to memory deficits if the HFD is maintained throughout life. Inthe second part, we explored the effects of the combination between maternal HFD and chronic maternalseparation (3h/day, postnatal day 2 to 14). Maternal separation enhances motivation for palatable food andcombined with maternal HFD exacerbates vulnerability to diet-induced obesity. In contrast, maternal HFDprotects the offspring against the emotional and cognitive impairments induced by maternal separation. Thisprotective effect of maternal HFD could be related to the increase of maternal care in stressed dams exposedto HFD and to the attenuation of neurodevelopmental alterations in the prefrontal cortex of stressed pups. Inconclusion, my work demonstrates that stress and nutrition during early life interact and influence later adultphenotype.

Les vestiges liés à la présence occidentale dans les anciennes colonies, ont, dans la majorité des cas, fait l’objet d’une patrimonialisation par les pays colonisés après l’accession de ces derniers à l’Independence. En Afrique de l’Ouest, notamment au Sénégal, « l’héritage colonial » a été mobilisé par l’Etat postcolonial pour servir, principalement, à la construction nationale. En effet, l’Etat du Sénégal, en patrimonialisant l’héritage colonial, considère le temps colonial comme partie intégrante de son histoire et de sa mémoire collective nationale. Mais au fil du temps, cet héritage controversé sur le plan culturel et idéologique a aussi servi de support au développement économique, social et culturel des territoires dépositaires à travers sa mise en tourisme.La thèse interroge les enjeux idéologiques, politiques, culturels, géopolitiques et économiques de conservation de valorisation du patrimoine colonial au Sénégal à travers les études de cas de Gorée, Saint-Louis et Rufisque. Elle analyse donc les modalités de mobilisation sociale et économique d’un « patrimoine mal nécessaire » devenu, au fil du temps, un support pour le développement socioéconomique des territoires de Gorée, Saint-Louis, principalement, de par sa mise en tourisme.Aujourd’hui, ces villes, inscrites au patrimoine mondial grâce à leur riche héritage culturel et naturel, matériel et immatériel, s’offrent, malgré les énormes défis de gestion durable des sites et de leurs patrimoines, de nouvelles opportunités et perspectives de développement, de rayonnement et de positionnement géopolitique. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le passage à l'échelle des applications multi-fil sur les systèmes multi-cœuractuels est limité par la performance des algorithmes de verrou, à cause descoûts d'accès à la mémoire sous forte congestion et des défauts de cache. Lacontribution principale présentée dans cette thèse est un nouvel algorithme,Remote Core Locking (RCL), qui a pour objectif d'améliorer la vitessed'exécution des sections critiques des applications patrimoniales sur lesarchitectures multi-cœur. L'idée de RCL est de remplacer les acquisitions deverrou par des appels de fonction distants (RPC) optimisés vers un fild'exécution matériel dédié appelé serveur. RCL réduit l'effondrement desperformances observé avec d'autres algorithmes de verrou lorsque de nombreuxfils d'exécution essaient d'obtenir un verrou de façon concurrente, et supprimele besoin de transférer les données partagées protégées par le verrou vers lefil d'exécution matériel qui l'acquiert car ces données peuvent souventdemeurer dans les caches du serveur.D'autres contributions sont présentées dans cette thèse, notamment un profilerpermettant d'identifier les verrous qui sont des goulots d'étranglement dansles applications multi-fil et qui peuvent par conséquent être remplacés par RCLafin d'améliorer les performances, ainsi qu'un outil de réécriture de codedéveloppé avec l'aide de Julia Lawall. Cet outil transforme les acquisitions deverrou POSIX en acquisitions RCL. L'évaluation de RCL a porté sur dix-huitapplications: les neuf applications des benchmarks SPLASH-2, les septapplications des benchmarks Phoenix 2, Memcached, ainsi que Berkeley DB avec unclient TPC-C. Huit de ces applications sont incapables de passer à l'échelle àcause de leurs verrous et leur performance est améliorée par RCL sur unemachine x86 avec quatre processeurs AMD Opteron et 48 fils d'exécutionmatériels. Utiliser RCL permet de multiplier les performances par 2.5 parrapport aux verrous POSIX sur Memcached, et par 11.6 fois sur Berkeley DB avecle client TPC-C. Sur une machine SPARC avec deux processeurs Sun Ultrasparc T2+et 128 fils d'exécution matériels, les performances de trois applications sontaméliorées par RCL: les performances sont multipliées par 1.3 par rapport auxverrous POSIX sur Memcached et par 7.9 fois sur Berkeley DB avec le clientTPC-C. / The scalability of multithreaded applications on current multicore systems is hampered by the performance of lock algorithms, due to the costs of access contention and cache misses. The main contribution presented in this thesis is a new lock algorithm, Remote Core Locking (RCL), that aims to improve the performance of critical sections in legacy applications on multicore architectures. The idea of RCL is to replace lock acquisitions by optimized remote procedure calls to a dedicated hardware thread, which is referred to as the server. RCL limits the performance collapse observed with other lock algorithms when many threads try to acquire a lock concurrently and removes the need to transfer lock-protected shared data to the hardware thread acquiring the lock because such data can typically remain in the server's cache. Other contributions presented in this thesis include a profiler that identifies the locks that are the bottlenecks in multithreaded applications and that can thus benefit from RCL, and a reengineering tool developed with Julia Lawall that transforms POSIX locks into RCL locks. Eighteen applications were used to evaluate RCL: the nine applications of the SPLASH-2 benchmark suite, the seven applications of the Phoenix 2 benchmark suite, Memcached, and Berkeley DB with a TPC-C client. Eight of these applications are unable to scale because of locks and benefit from RCL on an x86 machine with four AMD Opteron processors and 48 hardware threads. Using RCL locks, performance is improved by up to 2.5 times with respect to POSIX locks on Memcached, and up to 11.6 times with respect to Berkeley DB with the TPC-C client. On an SPARC machine with two Sun Ultrasparc T2+ processors and 128 hardware threads, three applications benefit from RCL. In particular, performance is improved by up to 1.3 times with respect to POSIX locks on Memcached, and up to 7.9 times with respect to Berkeley DB with the TPC-C client.

Les noyaux de systèmes d'exploitation manipulent des données fournies par les programmes utilisateur via les appels système. Si elles sont manipulées sans prendre une attention particulière, une faille de sécurité connue sous le nom de Confused Deputy Problem peut amener à des fuites de données confidentielles ou l'élévation de privilèges d'un attaquant. Le but de cette thèse est d'utiliser des techniques de typage statique afin de détecter les manipulations dangereuses de pointeurs contrôlés par l'espace utilisateur. La plupart des systèmes d'exploitation sont écrits dans le langage C. On commence par en isoler un sous-langage sûr nommé Safespeak. Sa sémantique opérationnelle et un premier système de types sont décrits, et les propriétés classiques de sûreté du typage sont établies. La manipulation des états mémoire est formalisée sous la forme de lentilles bidirectionnelles, qui permettent d'encoder les mises à jour partielles des états et variables. Un première analyse sur ce langage est décrite, permettant de distinguer les entiers utilisés comme bitmasks, qui sont une source de bugs dans les programmes C. / Operating system kernels need to manipulate data that comes from user programs through system calls. If it is done in an incautious manner, a security vulnerability known as the Confused Deputy Problem can lead to information disclosure or privilege escalation. The goal of this thesis is to use static typing to detect the dangerous uses of pointers that are controlled by userspace. Most operating systems are written in the C language. We start by isolating Safespeak, a safe subset of it. Its operational semantics as well as a type system are described, and the classic properties of type safety are established. Memory states are manipulated using bidirectional lenses, which can encode partial updates to states and variables. A first analysis is described, that identifies integers used as bitmasks, which are a common source of bugs in C programs. Then, we add to Safespeak the notion of pointers coming from userspace. This breaks type safety, but it is possible to get it back by assigning a different type to the pointers that are controlled by userspace. This distinction forces their dereferencing to be done in a controlled fashion. This technique makes it possible to detect two bugs in the Linux kernel: the first one is in a video driver for an AMD video card, and the second one in the ptrace system call for the Blackfin architecture.