Thèse (M.A)--Université Laval, 2004. / Bibliogr.: f. 84-86. Publié aussi en version électronique.

Thèse (M.A.)--Université Laval, 2003. / Titre de l'écran-titre (visionné le 23 mars 2004). Bibliogr.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2002. / Bibliogr.: f. 137-150. Publié aussi en version électronique.

Ce travail de thèse, réalisé au sein du CEA-LETI, consiste en la décorrélation des différents mécanismes ayant lieu dans une LED à base de GaN par voie de simulation numérique et de caractérisation expérimentale. Dans les chapitres 1 et 2, les théories des différents mécanismes présents dans une diode/LED sont décrites. Dans le chapitre 3, la simulation numérique d’une structure LED VTF ("vertical thin film" en langue anglaise) détermine les mécanismes prédominants dans les différentes gammes de tension. Une étude paramétrique s’ensuit afin d’évaluer les interactions entre les mécanismes.Dans le chapitre 4, les simulations sont effectuées en ajoutant un modèle de dépendance des mobilités des porteurs au champ électrique. En présence de ce modèle, les caractéristiques électro-optiques simulées tendent vers les caractéristiques réelles à haute tension.Les résultats des mesures de vitesse des porteurs dans le GaN-p sont également reportés dans le chapitre 4. En utilisant un motif d’échantillon spécifique et la méthode de mesure quatre points, les résultats suggèrent une tendance à saturer de la vitesse des porteurs, ou une tendance à décroître de la mobilité, à fort champ électrique. Ces résultats renforcent l’hypothèse de simulation utilisée dans le chapitre 4.Les simulations présentées dans les chapitres 3 et 4 permettent de proposer un schéma équivalent d’une LED en décorrélant les différents mécanismes et en ne gardant que les mécanismes dominants. Ce schéma équivalent permettrait, par exemple, à identifier les différents régimes dans une caractéristique électrique d’une LED réelle afin de procéder des améliorations du fonctionnement de la LED.Le chapitre 5 présente une étude par électroluminescence pulsée, une méthode de caractérisation fréquentielle, sur des LED commerciales. L’étude des temps de montée et de descente des signaux électro-optiques, ainsi que l’étude de durée de vie différentielle des porteurs de charge dans une LED, fourniraient des informations supplémentaires concernant l’injection des porteurs dans la LED. / This PhD. works, which was carried out inside CEA-LETI, aims to dissociate the various mechanisms occurring inside a GaN-based LED employing numerical simulation and experimental characterization. In the chapters 1 and 2, various mechanisms occurring inside a diode/LED are theoretically described. In chapter 3, through numerical simulation, the dominant mechanisms as well as their locations in a VTF ("vertical thin film") LED structure are determined for different voltage ranges. A parametric study follows to assess the interactions between the mechanisms.In chapter 4, the simulations are carried out with an additional field-dependent model for charge carrier mobility. With this model enabled, the simulated LED-electrical-and-optical characteristics approximate the real LED characteristics.Carrier-velocity characterization on p-type GaN, using a specific sample structure and the resistivity method, is also shown in chapter 4. It can be inferred from the results that under strong electric-fields, the carrier velocity might saturate, or the carrier mobility might decrease. These results strengthen the hypothesis used for the simulations in this chapter 4.The simulations introduced in the chapters 3 and 4 allow the proposition of an equivalent circuit for a GaN-based LED by dissociating the different mechanisms and retaining the dominant ones. This equivalent circuit could help, for instance, identify the different regimes in a real-LED electrical characteristics in order to improve the LED’s performance.Chapter 5 introduces pulsed electroluminescence, a frequential characterization method, on commercial LEDs. The studies of rise-time and fall-time of electro-optical signals, and the study of the differential lifetime of charge carriers in an LED would provide supplementary information concerning the carrier injection into the LED.

Les terres cultivées représentent un cinquième de la surface émergée de la Terre. Elles fournissent des nutriments à l'homme, modifient le cycle biogéochimique et l'équilibre énergétique de la terre. L’évolution des terres cultivées dans le contexte du changement climatique et avec une intensification des actions anthropiques constitue un enjeu important pour la sécurité alimentaire et les exigences environnementales du développement durable. Le manuscrit de thèse s’inscrit dans cette thématique en exploitant les données de différentes sources et la modélisation numérique. Les données utilisées sont : les statistiques de rendements, les observations agro-météorologiques à long terme, les résultats des sites d’expérimentation avec du réchauffement, les jeux de données globales issus des processus de fusion ou d’assimilation, les données climatiques historiques et de projection future. La modélisation fait appel aux modèles statistiques et aux modèles de processus. Le manuscrit est composé d’une série de travaux de détection et d'attribution. Ils explorent la phénologie, le rendement et leurs réponses aux changements climatiques et aux pratiques de gestion. Ils sont soit sur l'échelle régionale soit sur l’échelle globale, en fonction de la disponibilité des données et de leur pertinence. Le chapitre 2 décrit la construction et l’utilisation d'un modèle statistique avec des données provinciales de rendement au Nord-est de Chine et des données climatiques historiques. Les résultats montrent un effet asymétrique de la température diurne sur le rendement du maïs. Le rendement du maïs augmente de 10.0±7.7% en réponse à une augmentation moyenne de 1oC pendant la saison de croissance quand il s’agit de la température minimale de nuit (Tmin), mais le rendement diminue de 13,4±7,1% quand il s’agit de la température maximale de jour (Tmax). Il y a une grande disparité spatiale pour la réponse à Tmax, ce qui peut s'expliquer partiellement par le fort gradient spatial de la température pendant la saison de croissance (R = -0,67, P <0,01). La réponse du rendement aux précipitations dépend aussi des conditions d'humidité. Malgré la détection d'impacts significatifs du changement climatique sur le rendement, une part importante de ses variations n’est pas expliquée par les variables climatiques, ce qui souligne le besoin urgent de pouvoir attribuer proprement les variations de rendement au changement climatique et aux pratiques de gestion. Le chapitre 3 présente le développement d’un algorithme d'optimisation basé sur la théorie de Bayes pour optimiser les paramètres importants contrôlant la phénologie dans le modèle ORCHIDEE-crop. L’utilisation du modèle optimisé permet de distinguer les effets de la gestion de ceux du changement climatique sur la période de croissance du riz (LGP). Les résultats du modèle optimisé ORCHIDEE-crop suggèrent que le changement climatique affecte la LGP différemment en fonction des types du riz. Le facteur climatique a fait raccourcir la LGP du riz précoce (-2,0±5,0 jour / décennie), allonger la LGP du riz tardif (1,1±5,4 jour / décennie). Il a peu d'effet sur la LGP du riz unique (-0,4±5,4 jour / décennie). Les résultats du modèle ORCHIDEE-crop montrent aussi que les changements intervenus dans la date de transplantation ont provoqué un changement généralisé de la LGP, mais seulement pour les sites de riz précoce. Ceci compense à la hauteur de 65% le raccourcissement de la LGP provoquée par le changement climatique. Le facteur dominant du changement LGP varie suivant les trois types de riz. La gestion est le principal facteur pour les riz précoce et unique. Ce chapitre démontre aussi qu'un modèle optimisé peut avoir une excellente capacité à représenter des variations régionales complexes de LGP. / Croplands accounts for one-fifth of global land surface, providing calories for human beings and altering the global biogeochemical cycle and land surface energy balance. The response of croplands to climate change and intensifying human managements is of critical importance to food security and sustainability of the environment. The present manuscript of thesis utilizes various types of data sources (yield statistics, long-term agrometeorological observations, field warming experiments, data-driven global datasets, gridded historical climate dataset and projected climate change) and also modelling approaches (statistical model vs. process model). It presents a series of detection and attribution studies exploring how crop phenology and crop yield respond to climate change and some management practices at regional and global scales, according to data availability. In Chapter 2, a statistical model is constructed with prefecture-level yield statistics and historical climate observations over Northeast China. There are asymmetrical impacts of daytime and nighttime temperatures on maize yield. Maize yield increased by 10.0±7.7% in response to a 1 oC increase of daily minimum temperature (Tmin) averaged in the growing season, but decreased by 13.4±7.1% in response to a 1 oC warming of daily maximum temperature (Tmax). There is a large spatial variation in the yield response to Tmax, which can be partly explained by the spatial gradient of growing season mean temperature (R=-0.67, P<0.01). The response of yield to precipitation is also dependent on moisture conditions. In spite of detection of significant impacts of climate change on yield variations, a large portion of the variations is not explained by climatic variables, highlighting the urgent research need to clearly attribute crop yield variations to change in climate and management practices. Chapter 3 presents the development of a Bayes-based optimization algorithm that is used to optimize key parameters controlling phenological development in ORCHIDEE-crop model for discriminating effects of managements from those of climate change on rice growth duration (LGP). The results from the optimized ORCHIDEE-crop model suggest that climate change has an effect on LGP trends, but with dependency on rice types. Climate trends have shortened LGP of early rice (-2.0±5.0 day/decade), lengthened LGP of late rice (1.1±5.4 day/decade) and have little impacts on LGP of single rice (-0.4±5.4 day/decade). ORCHIDEE-crop simulations further show that change in transplanting date caused widespread LGP change only for early rice sites, offsetting 65% of climate-change-induced LGP shortening. The primary drivers of LGP change are thus different among the three types of rice. Management is predominant driver of LGP change for early and single rice. This chapter demonstrated the capability of the optimized crop model to represent complex regional variations of LGP. Future studies should better document observational errors and management practices in order to reduce large uncertainties that exist in attribution of LGP change and to facilitate further data-model integration. In Chapter 4, a harmonized data set of field warming experiments at 48 sites across the globe for the four most-widely-grown crops (wheat, maize, rice and soybean) is combined with an ensemble of gridded global crop models to produce emergent constrained estimates of the responses of crop yield to changes in temperature (ST). The new constraining framework integrates evidences from field warming experiments and global crop modeling shows with >95% probability that warmer temperatures would reduce yields for maize (-7.1±2.8% K-1), rice (-5.6±2.0% K-1) and soybean (-10.6±5.8% K-1). For wheat, ST was less negative and only 89% likely to be negative (-2.9±2.3% K-1). The field-observation based constraints from the results of the warming experiments reduced uncertainties associated with modeled ST by 12-54% for the four crops.

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Le déterminisme de la formation de la grappe reste parmi les phénomènes les moins bien précisés de la physiologie de la Vigne. La question a été abordée de plusieurs façons mais les éléments de réponse obtenus ne permettent pas encore de se faire une idée synthétique des mécanismes fondamentaux qui produisent l’apparition des primordia inflorescentiels (PI) en année N-1 et qui pourraient régir jusqu’à 65 à 70% du rendement final en année N. Notre étude s’est donc focalisée sur (i) la caractérisation du processus de formation des PI dans les bourgeons latents de vigne (Vitis vinifera L. Merlot) et la redéfinition de la constitution du rendement, (ii) la compréhension des mécanismes d’initiation et de différenciation des PI et (iii) l’évaluation des impacts de différents facteurs (ABA exogène, lumière et effeuillage) sur ces mécanismes.Cette étude intégrale combinant des approches multi-échelles et multi-disciplinaires a permis dans un premier temps de mettre en évidence le déterminisme de la phase d’induction inflorescentielle dans la construction du rendement en identifiant trois phases clés du processus de formation des PI et en y intégrant une nouvelle notion qu’est le « degré de ramification des PI » ; puis dans un second temps, de proposer certains modes de régulation des mécanismes d’initiation et de différenciation des PI en identifiant trois types de marqueurs précoces de la fertilité potentielle : des marqueurs moléculaires (VvCLE25-1, VvTFL1a et VvMFT1), biochimiques (équilibre CKs/AIA, D-glucose et amidon), et environnementaux (ensoleillement et température journaliers cumulés). L’ensemble des résultats pourra contribuer au développement d’un outil prédictif précoce de la « fertilité potentielle » (et donc du rendement probable maximum) afin de mieux guider et gérer la taille et les pratiques culturales. / The grape cluster formation determinism remains the one of the undefined phenomena in grapevine physiology process. The topic has been tackled in multiple ways. However, based on all the known information, we still are not allowed to get a synthetic idea of the fundamental mechanisms that produce the appearance of inflorescential primordia in year N-1 and which could govern up to 65 to 70 % of final yield in year N. Our study focuses thus on (i) the characterization of IP formation process in grapevine latent buds (Vitis vinifera L. Merlot) and the redefinition of yield constitution, (ii) understanding IP initiation and differentiation mechanisms, and (iii) evaluating the impacts of different factors (exogenous ABA, light and leaf removal) on these mechanisms.This comprehensive study, which combines multi-scale and multi-disciplinary approaches, firstly allowed us to highlight the determinism of inflorescence induction phase in yield construction by identifying three key phases in IP formation process and by incorporating a new notion which is "IP branching degree". Secondly, it proposed certain modes of regulation of IP initiation and differentiation mechanisms by identifying three types of early markers of bud fruitfulness: molecular markers (VvCLE25-1, VvTFL1a and VvMFT1), biochemical markers (CKs/IAA balance, D-glucose and starch), and environmental markers (cumulative daily sunshine and temperature).The all-inclusive results contribute to the development of an early predictive tool of "bud fruitfulness" (and thereby the probable maximum yield) to better guide and manage the grapevine training and other cultural practices.

Une approche avancée de la fabrication flexible consiste à déplacer des manipulateurs robotisés AGV ou robot mobile, appelé manipulateurs mobiles, entre les postes de travail. L'utilisation de manipulateurs mobiles peuvent être avantageux dans un certain nombre de situations. Cela peut entraîner des coûts économies lorsqu'un seul manipulateur mobile peut être utilisé pour remplacer plusieurs stationnaires manipulateurs. Cependant, les manipulateurs mobiles sont «une discipline relativement jeune robotique. "Une revue de la littérature approfondie de la recherche menant à la commercialisation mobile manipulateurs et robots mobiles a été réalisée. La mesure de la performance du mobile les manipulateurs, y compris une base mobile avec un bras de robot embarqué, sont pratiquement inexistants. Cependant, les manipulateurs mobiles commencent à apparaître dans la fabrication, la santé, et peut-être d'autres industries et, par conséquent, une méthode pour mesurer leur performance est essentielle pour les fabricants et les utilisateurs de ces systèmes relativement complexes. Mesures de mobile manipulateurs effectuant des tâches standard (poses et mouvements) sont également inexistants, sauf pour simplement s'assurer que la tâche a été plus ou moins complétée. La tâche choisie pour cela thèse est l'assemblage en raison de son exigence de pose de système.Les méthodes de test de performance ont pris du retard par rapport aux méthodes de test de sécurité pour les manipulateurs mobiles qui progresse vers le développement d'une nouvelle norme de sécurité aux États-Unis. Métriques pour la sécurité et la performance des manipulateurs mobiles comprennent de nombreux domaines, tels que: l'achèvement des tâches, le temps nécessaire pour accomplir la tâche, la qualité et la quantité (c.-à-d.répétabilité, respectivement) des tâches accomplies. Avant l'acceptation industrielle et les normes développement pour les manipulateurs mobiles, les utilisateurs de ces nouveaux systèmes attendront des fabricants fournir des données de performance réelles pour guider leur approvisionnement et assurer l'aptitude à tâches d'application. En raison du coût relativement élevé pour acquérir et installer des systèmes de suivi de mouvement Pour mesurer la performance des systèmes, une méthode alternative à utiliser par les fabricants et les utilisateurs est idéal. Un nouveau concept de méthode de test qui utilise un artefact, appelé mobile reconfigurable Manipulateur Artefact (RMMA), est décrit dans cette thèse et comparé à un suivi optique système qui a été utilisé comme vérité de terrain pour le RMMA et manipulateur mobile. Système de modélisation du système de manipulation mobile, des composants et des les mesures peuvent aider à améliorer la compréhension de ces systèmes relativement complexes.Systems Modelling Language (SysML) a été choisi et utilisé tout au long de cette thèse, car de SysML a des modules logiciels réutilisables pour la structure, le comportement, les exigences et parametrics sur le manipulateur mobile. Les modèles décrivent les nombreux aspects de mesurer la performance des manipulateurs mobiles également en tant que nouveau domaine de recherche.Les modèles étaient évalué à travers des expériences sur un exemple de composants manipulateurs mobiles et l'ensemble système. SysML a été utilisé pour décrire la base théorique de la performance à travers la propagation de l'incertitude lorsque les équations mathématiques sont également modélisées.Un cas d'utilisation est modélisé et décrit où les concepts recherchés pour mesurer les mobiles les performances du manipulateur sont appliquées à une implémentation de fabrication. Le simpliste la nature du processus de mesure utilisant le RMMA peut être directement appliquée à processus de fabrication, et étendu au-delà des contributions de cette recherche à d'autres des besoins de mesure encore plus complexes (...). / An advanced approach to flexible manufacturing is to move robotic manipulators, using anAGV or mobile robot, called mobile manipulators, between workstations. The use ofmobile manipulators can be advantageous in a number of situations. It can result in costsavings when a single mobile manipulator can be used to replace several stationarymanipulators. However, mobile manipulators are “a relatively young discipline withinrobotics.” An extensive literature review of the research leading to commercial mobilemanipulators and mobile robots was performed. The performance measurement of mobilemanipulators, including a mobile base with an onboard robot arm, is virtually non-existent.However, mobile manipulators are beginning to appear in manufacturing, healthcare, andpossibly other industries and therefore, a method to measure their performance is critical toboth manufacturers and users of these relatively complex systems. Measurements of mobilemanipulators performing standard tasks (poses and motions) are also non-existent except forsimply ensuring that the task has been more or less completed. The task chosen for thisthesis is assembly due to its requirement for relatively precise system posing.Performance test methods have lagged behind safety test methods for mobile manipulatorswhich is progressing towards development of a new safety standard in the US. Metrics forsafety and performance of mobile manipulators include many areas, such as: safe operation,task completion, time to complete the task, quality, and quantity (i.e., accuracy andrepeatability, respectively) of tasks completed. Prior to industrial acceptance and standardsdevelopment for mobile manipulators, users of these new systems will expect manufacturersto provide real performance data to guide their procurement and assure suitability for givenapplication tasks. Due to the relatively high cost to procure and setup motion tracking systemsto measure systems performance, an alternative method for use by manufacturers and users isideal. A new test method concept that uses an artifact, called the Reconfigurable MobileManipulator Artifact (RMMA), is described in this thesis and compared to an optical trackingsystem that was used as ground truth for the RMMA and mobile manipulator.System modeling the mobile manipulator system, components, and the associatedmeasurements can help to improve the understanding of these relatively complex systems.Systems Modeling Language (SysML) was chosen and used throughout this thesis becauseof SysML has reusable software modules for structure, behavior, requirements andparametrics off the mobile manipulator. The models describe the many aspects ofmeasuring mobile manipulator performance also as new research area. The models wereevaluated through experiments on an example mobile manipulator components and the entiresystem. SysML was used to describe the theoretical basis of the performance throughpropagation of uncertainty where mathematical equations are also modeled.A use case is modeled and described where the concepts researched to measure mobilemanipulator performance are applied to a manufacturing implementation. The simplisticnature of the measurement process using the RMMA can be directly applied to today’smanufacturing processes, and extended beyond the contributions of this research to othereven more complex measurement needs. The research is also discussed to even apply tocross-industry test methods for exoskeletons worn by humans.

A la fin du 19ème siècle, le réseau électrique prend forme et l’électricité comme source d’énergie commence à être utilisée, pour l’éclairage et les communications principalement, et dans une moindre mesure comme force motrice. Dans cette thèse, nous analysons les conditions sociologiques de calculs de rendement des premiers moteurs électriques, les méthodes théoriques et expérimentales utilisées par les premiers ingénieurs électriciens pour démontrer que les moteurs électriques pouvaient remplacer efficacement d’autres types de moteurs, vivants ou pas, alors disponibles dans l’industrie. Les machines électriques étaient également comparées entre elles, et celles qui permettaient d’obtenir un système de transport et de distribution avec le rendement le plus élevé étaient en théorie retenue par l’industrie. Dans la pratique, d’autres critères entraient en jeu, les électriciens défendant un certain type de machines ou de systèmes de transport devant aussi convaincre la communauté scientifique et l’industrie intéressées par leur découverte. S’appuyant sur l’analyse de ce contexte faite à partir de textes de revues techniques et de documents d’archives ainsi que de travaux de sociologie et d’histoire, cette thèse vise à mieux comprendre l’essor de ce type particulier de machines, symboles de la quête d’une certaine efficacité. / At the end of the 19th century, the electrical grid is taking shape and electricity as a source of energy starts to be used, mainly for lighting and communications, and to a lesser extent as a motor force. In this thesis, we analyze the sociological conditions of calculations of the efficiency of the first electric motors, the theoretical and experimental methods used by the first electrical engineers to demonstrate that electric motors could effectively replace other types of engines, alive or not, available in the industry. Electrical machines were also compared with each other, and the industry was theoretically used to produce the most efficient transmission and distribution system. In practice, other criteria came into play, as electricians defending a certain type of machinery or transport systems also had to convince the scientific community and industry interested in their discovery. Based on an analysis of this context made from texts from technical journals and archival documents, as well as from works of sociology and history, this thesis aims to better understand the development of this particular type of machines, symbols of the quest for a certain efficiency.

L'objet de ce travail est de déterminer si des variations de la composition lipidique de la membrane plasmique des hépatocytes participent à expliquer la relation causale entre les facteurs zootechniques et le rendement technologique des foies gras de palmipèdes. Nous étudions successivement l'incidence du gavage du canard mulard (Cairina moschata x Anas platyrhynchos) sur l'évolution de la composition lipidique des membranes hépatocytaires, la variabilité de cette dernière et sa relation avec la variabilité du rendement technologique des foies gras et l'incidence du délai post-prandial avant abattage sur la composition membranaire et le rendement technologique de foies gras d'oie (Anser anser). Nous montrons que le gavage induit chez le canard mulard une modification de la composition lipidique des membranes hépatocytaires avec une augmentation de la teneur en phospholipides et en cholestérol, sans modifier le rapport du cholestérol aux phospholipides. Les profils des phospholipides et de leurs acides gras constitutifs sont modifiés. Par ailleurs, si l'état d'engraissement des foies est fortement corrélé à leur rendement technologique, seul le profil des acides gras des lipides membranaires fait apparaître des liaisons faibles mais significatives avec ce dernier. Enfin, au cours de la période post-prandiale l'accrétion lipidique hépatique est en relation avec une modification du rapport du cholestérol aux phospholipides membranaires et une diminution du rendement technologique. Ces évolutions sont discutées en prenant en compte les données du métabolisme lipidique chez les oiseaux et l'incidence possible des modifications de composition des membranes plasmiques des hépatocytes sur la fluidité membranaire et audelà le rendement technologique.