Le développement continu des systèmes dédiés à des réseaux de capteurs sans fils présent une grande motivation afin d’apporter “intelligence” à notre environnement. Plusieurs recherches ont été adressées au développement des méthodologies permettant de doter notre environnement avec des capteurs sans fils permettant un contrôle autonome des systèmes pour des applications médicales, environnementales, de sécurité et de structures intelligentes. Afin de garantir un déploiement dense des capteurs avec une longue durée de vie, chaque nœud doit être petit, pas cher et très faible en consommation de puissance. Afin de garantir une faible consommation, ces réseaux des capteurs doivent être implémentés suivant des schémas de rendez-vous asynchrones basés sur des récepteurs de réveil (en anglais, Wake-Up Receivers – WuRx). Cette recherche de thèse porte sur le développement d’un récepteur de réveil compact et à faible cout, fournissant très faible niveaux de consommation de puissance, une forte sensitivité et une forte tolérance aux interférences. L’architecture proposée survient aux besoins des références de temps à haut facteur-Q en combinant un oscillateur local, référée à un résonateur à faible facteur-Q, et des filtres passifs à N-chemins à haut facteur-Q, distribués en plusieurs étages tout le long du chemin de réception. Implémenté en une technologie 65nm CMOS de STMicroelectronics, ce travail de thèse propose un WuRx à double bande IF, avec une architecture travaillant à 2.4GHz avec une consommation de puissance de 99μW, une sensitivité de -97dBm et une rejection d’interférence de -27dB à une fréquence offset de 5MHz. / The continuous development of performant systems intended for Wireless Sensor Networks (WSN) sets an exciting motivation to bring “intelligence” to our environment. Multiple researches have been addressed to the development of advanced methodologies enabling the possibility of providing objects with individual wireless sensing devices. Set as sensor networks, these emerging WSN enables autonomous monitoring of diverse environments for applications such as medical care, environmental monitoring, system security and smart structures. To guaranty dense node deployment and long lifetime, each sensor node must be small, low-cost and low-power. In order to fulfill the WSN low-energy requirements, asynchronous rendez-vous schemes based on Wake-Up Receivers (WuRx) may be implemented. This thesis research focuses on the development of a compact and low-cost ultra-low power wake-up receiver providing high sensitivity and strong interference rejection. The proposed architecture overcomes the need of high-Q time-base references by combining a low-Q resonator-referred local oscillator and distributed multi-stage signal-path high-Q filtering obtained by means of integrated ULP electronic means. Based on a Dual-IF architecture, this WuRx takes creative advantage of the N-path passive-mixers (N-PPM) impedance frequency translation principle to enhance the sensitivity and provide strong interferer immunity. Implemented in a 65nm CMOS technology from STMicroelectronics, this thesis work pushes the state-of-the-art boundary, proposing a 2.4GHz On-Off Keying (OOK) dual-IF WuRx with -97dBm sensitivity and -27dB carrier-to-interferer ratio at 5MHz carrier frequency offset, while consuming 99μW.

Les écoulements instationnaires au-dessus de surfaces discontinues produisent d'important bruit aérodynamique. L'objectif de ce travail de thèse est l'étude aéroacoustique d'écoulement au-dessus de cavités bidimensionnelles rectangulaires, et de trouver des stratégies de réduction du bruit. Des simulations numériques directes des équations bidimensionnelles de Navier-Stokes compressibles ont été réalisées afin d'étudier l'influence des conditions initiales sur le mode d'oscillation de l'écoulement pour des cavités profonde et peu profonde. Les résultats montrent que dans le cas de cavités profondes, l'écoulement oscille selon un régime de couche de cisaillement suivant le second mode de Rossiter, et ce quelle que soit la condition initiale choisie. En revanche, dans le cas de cavités peu profondes, le régime d'oscillation observé peut être en couche de cisaillement ou bien en mode de sillage suivant la condition initiale choisie. Une analyse de sensibilité d'écoulement dans le cas de cavités profondes a été réalisé en utilisant une méthode adjointe. Les équations adjointes ont été forcées par une perturbation localisée sinusoïdale soit de la quantité de mouvement suivant x adjointe (au voisinage de la couche de cisaillement), soit de la densité adjointe (loin de la cavité). Les résultats désignent une région de l'écoulement très sensible à l'ajout de masse, et localisée au voisinage du coin supérieur amont de la cavité. Par conséquent, un actionneur de type soufflage/aspiration placé au bord d'attaque de la cavité agira sur les fluctuations de quantité de mouvement suivant x au voisinage de la couche de cisaillement et sur les fluctuations de pression au loin. / The unsteady flow over surface discontinuities produces high aerodynamic noise. The aim of this thesis is to study the aeroacoustics of two-dimensional rectangular cavities and to find strategies for noise reduction. Direct Numerical Simulation of the compressible Navier-Stokes equations is performed to investigate the influence of the initial condition on the oscillation modes in deep and shallow cavities. Results show that the deep cavity oscillates in shear layer regime at the second Rossiter mode regardless of the initial condition. On the other hand different initial conditions lead to a shear layer or wake mode in the shallow cavity case. A sensitivity analysis of the deep cavity is done by the use of adjoint methods. Local sinusoidal perturbations of x-momentum and density are applied to the adjoint equations. The results show a high sensitivity region to mass injection at the upstream corner. Therefore an actuator placed at the leading edge will modify the velocity fluctuations reaching the trailing edge and hence the pressure fluctuations in the far-field.

Efficient management of natural resources (NRM) needs to be built on a correct understanding of the objectives of different stakeholders. Therefore, it is required to actively involve experts and stakeholders in the decision making process. However, the introduction of these knowledge claims is controversial. This is due to differences in the quality of the underlying involvement methods. The principle objective of this study was therefore to develop, apply and critically analyse improved (hybrid) methodologies to integrate expert and local knowledge in existing NRM decision making frameworks. Research is performed on 2 case studies. The SAFE case study deals with the development of a framework for evaluating sustainability levels in agricultural systems in Belgium, while the ALERT case study deals with sustainable management of water resources in semi-arid regions, applied to the Andarax catchment in Spain. The analysis of pro's and contra's of both the technocratic and the pure participatory approaches sets the blueprint for a hybrid decision making framework. Experience shows that decision support is improved when an indicator-based assessment structure is embedded in the participatory approach. This is facilitated through the use of soft operational research techniques. A sound methodology for participatory indicator selection is presented and clear-cut answers to problems with reliability of judgments are provided. The design of different typologies of membership functions is an important step to future deliberation of participatory-based norms. A computerized decision support system (DSS) is developed as it proves to be an important means to deal with increased information and complexity in decision support for NRM. In response to calls for greater collaboration with local actors, the DSS contains different functionalities that are designed to be interactive, while optimal default values ensure basic quality standards. Multi-criteria analysis allows an evaluation of alternatives and scenarios in the hybrid decision making framework. We deal with important choices that have to be made when interpreting spatio-temporal variabilities in management performances and the implications thereof on the final projections towards decision makers. The propagation of uncertainty in the hybrid decision making frameworks is critically evaluated. In order to consider uncertainty in an integrated way, a combined uncertainty/sensitivity analysis is presented. This analysis includes uncertainty related to norms, weights and indicators. Finally, guidelines for communication of the findings towards decision makers are drafted. / Pour être efficace, la gestion des ressources naturelles (GRN) doit prendre en compte correctement les objectifs de différents acteurs. Il est dès lors recommandé d’inclure activement les experts et les parties prenantes dans le processus de prise de décision. Cependant, la meilleure manière de prendre en compte différents types de savoir est sujette à controverse. L’objectif principal de cette étude est donc de développer, appliquer et évaluer des méthodes améliorées (hybrides) de prise en compte du savoir des parties prenantes et des experts dans les systèmes actuels de prise de décision pour la GRN. Cette recherche a été appliquée sur deux cas d’étude. Le premier, appelé SAFE, traite du développement d’un cadre pour évaluer la durabilité des systèmes agraires en Belgique. Le second, ALERT, traite de la gestion durable de l’eau dans des régions semi-arides, appliquée ici au bassin de l’Andarax (Espagne). L’analyse comparée des points forts et des points faibles des approches participatives et technocratiques fournit le cadre pour une approche hybride de prise de décision. Les expériences montrent que l’aide à la décision est améliorée lorsqu’une évaluation par des indicateurs est ancrée dans une approche participative. Des techniques de « recherche opérationnelle douce » permettent cette prise en compte. Nous présentons une méthode pour définir les indicateurs d’une façon participative qui permet de donner des réponses claires aux problèmes liés à la fiabilité des jugements. La définition d’une typologie de fonctions d’appartenance spécifique pour les indicateurs est une étape importante pour le choix participatif des normes. Un système informatisé d'aide à la décision (SIAD) a été développé afin de faire face à l’accroissement de la quantité d’information et de la complexité dans l'aide à la décision. En réponse à la demande d'une plus grande collaboration avec les acteurs locaux, le SIAD contient différentes fonctionnalités qui peuvent être configurées interactivement. Par default on propose des valeurs optimalisées pour assurer des standards de qualité. L'analyse multicritère permet une évaluation des alternatives de gestion et des scénarios dans le cadre de la prise de décision hybride. Nous traitons des choix importants à faire lors de l'interprétation des variations spatio-temporelles des performances de gestion et des implications de ceux-ci sur les avis finaux relayés aux décideurs. La propagation des incertitudes dans la prise de décision des cadres hybrides est aussi évaluée. Afin d'examiner l'incertitude d'une manière intégrée, une analyse mixte de sensibilité et d’incertitude est présentée. Celle-ci porte sur l’incertitude liée aux normes, aux poids et aux indicateurs. Afin de mener à une gestion efficace et durable des ressources naturelles, nous proposons des solutions techniques aux décideurs pour mieux valoriser la connaissance intrinsèque des acteurs de terrain et des gestionnaires.