Dans cette thèse nous proposons de développer un système d'imagerie ultrasonore innovante de micro- défauts basé sur l'utilisation conjointe de techniques d'acoustique non linéaire et du concept de "transducteur à cavité chaotique". Ce transducteur correspond à la combinaison d'une céramique piézoélectrique collée sur une cavité de forme chaotique et du principe de retournement temporel. La faisabilité et les performances de ce nouveau système sont explorées par des simulations numériques. Des paramètres optimaux d'utilisation pour une implémentation expérimentale sont proposés. Une grande partie des travaux menés dans le cadre de cette thèse se concentre sur le développement d'outils numériques permettant l'amélioration de telles techniques d'imagerie. Un schéma d'éléments finis de type Galerkin Discontinu (GD) est étendu à l'élastodynamique non linéaire. Un type de zone absorbante parfaitement adaptée, appelée "Nearly Perfectly Matched Layer" (NPML) a aussi été développé. Dans le cas de matériaux orthotropes, comme des problèmes de stabilité apparaissent, un mélange de NPML et de zone atténuante, dont on contrôle la proportion respective, est introduit afin de stabiliser les NPML. Une validation expérimentale du concept de "transducteur à cavité chaotique" pour la focalisation dans un milieu solide, réverbérant ou non, en utilisant une seule source est réalisée. Les méthodes de retournement temporel et de filtre inverse sont présentées et comparées. La démonstration expérimentale qu'un "transducteur à cavité chaotique" peut être utilisé conjointement avec les méthodes d'inversion d'impulsion afin de réaliser une image de non linéarités localisées est présentée

En raison de l'expansion des données, les algorithmes de compression sont désormais cruciaux. Nous abordons ici le problème de trouver des algorithmes de compression optimaux par rapport à une source de Markov donnée. A cet effet, nous étendons l'algorithme de Huffman classique. Pour se faire premièrement on applique Huffman localement à chaque état de la source Markovienne, en donnant le résultat de l'efficacité obtenue pour cet algorithme. Mais pour bien approfondir et optimiser quasiment l'efficacité de l'algorithme, on donne un autre algorithme qui est toujours appliqué localement à chaque états de la source Markovienne, mais cette fois ci en codant les facteurs partant de ces états de la source Markovienne de sorte à ce que la probabilité du facteur soit une puissance de 1/2 (sachant que l'algorithme de Huffman est optimal si et seulement si tous les symboles à coder ont une probabilité puissance de 1/2). En perspective de ce chapitre on donne un autre algorithme (restreint à la compression de l'étoile) pour coder une expression à multiplicité, en attendant dans l'avenir à coder une expression complète / Due to the expansion of datas, compression algorithms are now crucial algorithms. We address here the problem of finding an optimal compression algorithm with respect to a given Markovian source. To this purpose, we extend the classical Huffman algorithm. The kernels are popular methods to measure the similarity between words for classication and learning. We generalize the definition of rational kernels in order to apply kernels to the comparison of languages. We study this generalization for factor and subsequence kerneland prove that these kernels are defined for parameters chosen in an appropriate interval. We give different methods to build weighted transducers which compute these kernels

Aujourd’hui, avec l’envolée mondiale du prix du pétrole, la question énergétique est devenue un sujet d’importance et la possibilité d’exploiter l’énergie ambiante connaitun regain d’attention. Ainsi dans cette thèse, nous nous intéressons aux dispositifs de récupération d’énergie piézoélectrique de vibration dont l’objectif final est de réaliser un réseau de capteurs sans fil (WSN) autonome de faible consommation d’énergie. L’idée est dans un premier temps de prolonger la durée de vie de la batterie, puis dans un second temps de rendrele capteur totalement autonome d’un point de vu énergétique. Les dispositifs actuels étant basés sur la vibration d’une poutre (résonateur mécanique), ils ne sont efficaces qu’à la résonance, avec une faible bande-passante. Ainsi dans ce travail, nous avons tout d’abord proposé une technique de décalage de la fréquence de résonance à l’aide de capacités commutées, cette techniqueréalise un ajustement de la fréquence de résonance en fonction de la fréquence de la source d’excitation et ainsipermetune augmentation de la puissance de sortie. Cette technique a été implémentée avec succès sur un module de capteur WSN avec transmissiond’un signal RF. Toujours dans l’objectif d’agrandir la bande-passante, un résonateur hybride (piézoélectrique/magnétique) bistable associé à une interface électrique (SSHI) a été proposé.Cenouveau et intéressant concept de combiner le résonateur hybride avec une interface à commutation de la tension piézoélectrique a montré, à l’aide de résultats expérimentaux et de simulation,que la puissance est augmentée sur une large bande passante.De plus, afin de rendre le système totalement autonome et de commander les interrupteurs de l’interface électriqueaux instants optimaux, une technique de détection du passage par zéro de la vitesse de vibration a été proposée. Les résultats montrent de bonnes performancesde cette méthode sur toutes lesinterfaces et résonateurs.Contrairement à la méthode classique de détection de la tension crête, la détection du passage par zéro de la vitesse est plus précise. La récupération d’énergie piézoélectrique engendrant un amortissement de la source vibrante, il est possible d’utiliser les mêmes interfaces électriques pour réaliser l’amortissement semi-passif de vibrations de structures mécaniques. Il s’agit d’extraire le maximum d’énergie de la structure en vibration à l’aide de l’élément piézoélectrique. Ainsi, afin de rendre les interfaces électriques pour l’amortissement (SSHD) totalement autonomes, nous avons proposé d’associer la récupération d’énergie piézoélectrique à l’amortissement de structure. L’avantage majeur est qu’il est seulement nécessaire de sacrifier légèrementles performances de l’amortissement pour rendre le système totalement autonome. Les performances ainsi que les limites de cette technique ont été analysées. / Nowadays with the world oil price soaring, the energy issue is becoming a significant topic and the possibility of harvesting ambient energy receiving much attention. In this dissertation, the main topic surrounds improving the piezoelectric energy harvesting device in several aspects and the final objective is to integrate it with low power consumption device, for example a wireless sensor network (WSN) node to extend the battery lifetime and further supply the energy to device directly. Based on the high mechanical quality factor of the structure, the output power of the piezoelectric energy harvesting device will decrease rapidly when the exciting frequency is out of the resonant frequency range. The tunable resonant frequency technique is proposed to broaden the resonant frequency range and increase the output power effectively. Then this technique is successfully combined with a WSN module to transmit the RF signal. To broaden resonant frequency another method is proposed, based on a bistable vibrating cantilever beam and a switching-type interface circuit (SSHI). It's a new and interesting concept to combine these two techniques. The magnets are used to make mechanical behavior non-linear and increase the output power at non-resonance. The SSHI technique through zero-velocity detection can work well when system is driven in non-linear system. The experimental and simulation results through work-cycles discussion show good performance of combining these two techniques. In the interface circuit design, synchronized switching harvesting on an inductor (SSHI) have been verified a successful technique to increase output power in low-coupling system. In order to make use of the SSHI technique in the real application, the velocity control self-powered SSHI (V-SSHI) system is proposed. Unlike the conventional peak detector technique, the zero-velocity detection is used to make the switching time more accurate. The energy flow is separated into three paths to construct the V-SSHI and the experimental results show good performance. When the system is not low-coupled, the SSHI technique will damp vibration.This technique is called SSDI (synchronized switching damping on an inductor). Based on the self-powered technique and zero-velocity detection used in the V-SSHI, these techniques are further applied in structural damping to construct a self-powered SSDI (SP-SSDI). The major advantage is that it is only necessary to sacrifice a small amount of damping performance to make the system fully self-powered. The theoretical analysis and experiment results of time domain comparison and frequency response testing show the limit and performance of the SP-SSDI technique. The SP-SSDI system is a like a feedback loop system and when the displacement is over the limit the SP-SSDI will effectively damp the vibration.

Présentation de problemes clés liés à la traduction automatisée et des solutions apportées par les transducteurs. Établissement d'un formalisme de représentation de la langue au moyen de grammaires statiques qui sont des grammaires de descriptions dans un modele multiniveau.

Les technologies microsystèmes offrent de nouvelles possibilités de réalisation de capteurs et d'actionneurs utilisant des ondes acoustiques, avec des avantages tels que la largeur de bande, la miniaturisation et la reproductibilité. Ces avantages font possible d'envisager des dispositifs à bas coût utilisant soit des capteurs soit des actuateurs, aussi appelés transducteurs, pour les dispositifs combinant la fonction de détection et d'actuation. On peut citer parmi ces applications la mesure de distance et la détection de présence, qui grâce à l'apparition des transducteurs micro-usinés, peuvent être réalisées dans des dispositifs où la place disponible est réduite. Cette thèse décrit l'étude et la réalisation de transducteurs ultrasonores micro-usinés. Après avoir exposé les différentes technologies de conception et fabrication de transducteurs ultrasonores micro-usinés, l'étude se concentre sur la réalisation d'un transducteur fonctionnant en mode pulse-écho. La membrane du transducteur est mise en mouvement par actuation thermique à sa fréquence de résonance en incluant le transducteur et l'électronique dans un oscillateur électro-mécanique. La réception de l'écho induit des contraintes au sein de la membrane et donc une variation de résistance électrique au niveau des jauges piezorésistives qui est amplifiée et filtrée par l'électronique intégrée. L'interface électronique permet de corriger les effets critiques de ce type de transducteur (variation de température, procédé de fabrication,..) afin de mesurer le signal avec la sensibilité maximale. L'utilisation d'une technologie standard CMOS permet l'intégration du transducteur et de son électronique sur la même puce

Les dispositifs de stimulation tactile sont des systèmes destinés à fournir un retour sensoriel à leurs utilisateurs. Ils enrichissent les interfaces homme-machine dans les applications de réalité virtuelle ou augmentée. Ce mémoire traite de l'apport des microsystèmes électromécaniques (MEMS) actionnés magnétiquement à la réalisation d'interfaces de stimulation tactile facilement intégrables.Un état de l'art des solutions d'actionnement mises en œuvre dans les dispositifs existants est proposé, ainsi qu'une définition des besoins pour les applications visées. Les solutions retenues sont basées sur l'actionnement magnétostatique.Les premiers prototypes d'interfaces de stimulation tactile se présentent sous la forme d'un réseau de 4x4 actionneurs élastomériques hybrides avec un pas de 2 mm, combinant microfabrication et techniques de fabrication conventionnelles. La conception et l'élaboration de ces micro-actionneurs est présentée en détail. L'actionnement impulsionnel permet d'atteindre des amplitudes de vibration importantes (jusqu'à 200 µm) et des forces élevées (32mN par actionneur). Des tests sensoriels confirment enfin leur efficacité. Des micro-bobines ont aussi été développées afin de répondre aux besoins des micro-actionneurs magnétiques, ainsi qu'au cahier des charges des interfaces de stimulation tactile. Diverses configurations de micro-bobines adaptées à l'actionnement de puissance sont proposées et réalisées par électrodéposition. Des micro-actionneurs basés sur ces bobines intégrées ont alors été réalisés, puis caractérisés. L'utilité des bobines pour les micro-actionneurs de puissance est alors discutée face aux solutions d'actionnement hybride

Cette thèse présente Adetoa, système dédié au repérage et à l'annotation sémantique automatique d'expressions temporelles dans des pages Web pour une application de e-tourisme. Une étude linguistique détaillée a permis de mettre en avant les caractéristiques et la complexité de l'expression de la temporalité dans les pages Web touristiques. Une étude sémiotique de ce type de pages a montré que les données y étaient organisées de manière fort variée, ne présentant aucune régularité, ce qui rend difficile voire parfois impossible l'automatisation de leur analyse. Ces analyses ont mené à l'élaboration d'un ensemble important de transducteurs (avec Unitex) pour les tâches de repérage et d'annotation des expressions temporelles, ce qui constitue une ressource pouvant être généralisée. De plus, d'autres informations du domaine touristique sont repérées : les objets du tourisme et les adresses. Des transducteurs de liage permettent de grouper toutes les informations concernant une même offre touristique. Pour l'annotation et l'intégration d'Adetoa à la chaîne de traitement du projet Eiffel, un schéma d'annotation et des règles de transformations ont été mis au point. Sans en être un calque direct, le schéma d'annotation suit une ontologie du tourisme. Il permet ainsi de rester au plus près des expressions linguistiques de manière à les caractériser finement. L'ontologie a ensuite pu être adaptée en conséquence, pour un meilleur stockage des données dans la base de connaissance qui lui correspond. L'évaluation d'Adetoa, présentée dans cette thèse, a montré des résultats satisfaisants aussi bien d'un point de vue théorique que pour cette application industrielle.

En raison de l'expansion des données, les algorithmes de compression sont désormais cruciaux. Nous abordons ici le problème de trouver des algorithmes de compression optimaux par rapport à une source de Markov donnée. A cet effet, nous étendons l'algorithme de Huffman classique. Pour se faire premièrement on applique Huffman localement à chaque état de la source Markovienne, en donnant le résultat de l'efficacité obtenue pour cet algorithme. Mais pour bien approfondir et optimiser quasiment l'efficacité de l'algorithme, on donne un autre algorithme qui est toujours appliqué localement à chaque états de la source Markovienne, mais cette fois ci en codant les facteurs partant de ces états de la source Markovienne de sorte à ce que la probabilité du facteur soit une puissance de 1/2 (sachant que l'algorithme de Huffman est optimal si et seulement si tous les symboles à coder ont une probabilité puissance de 1/2). En perspective de ce chapitre on donne un autre algorithme (restreint à la compression de l'étoile) pour coder une expression à multiplicité, en attendant dans l'avenir à coder une expression complète / Due to the expansion of datas, compression algorithms are now crucial algorithms. We address here the problem of finding an optimal compression algorithm with respect to a given Markovian source. To this purpose, we extend the classical Huffman algorithm. The kernels are popular methods to measure the similarity between words for classication and learning. We generalize the definition of rational kernels in order to apply kernels to the comparison of languages. We study this generalization for factor and subsequence kerneland prove that these kernels are defined for parameters chosen in an appropriate interval. We give different methods to build weighted transducers which compute these kernels

La détection d'ADN par fluorescence est un sujet chaud au cours des dernières années. Un bon nombre de méthodes sont aujourd'hui instaurées et jouent un rôle important dans divers domaines tels que les sciences judiciaires, le diagnostique de maladies infectieuses, l'identification de mutations génétiques ou encore la détection d'agents pathogènes biologiques pour n'en nommer que quelques uns. Dans la majorité des cas, le nombre de séquences cible est si faible qu'il faut avoir recours à l'amplification enzymatique (PCR) avant ou encore pendant le processus analytique afin d'amener la concentration de Panalyte au delà du seuil de détectabilité. Pour contourner la PCR, plusieurs méthodes alternatives ont été développées mettant plutôt l'emphase sur une amplification du signal analytique généré lors d'événements de reconnaissance. L'exaltation plasmonique de la fluorescence (MEF) se distingue au sein de ces nouvelles stratégies. En positionnant un fluorophore à proximité d'une nanoparticule métallique, il est possible de rehausser son efficacité d'excitation mais également d'améliorer son taux d'émission radiative. De plus, le temps de vie de l'état excité est diminué, ce qui conduit à une photostabilité améliorée mais surtout à une meilleure détectabilité optique de l'espèce luminescente. L'objectif principal de cette thèse est de combiner la plasmonique à un polymère transducteur de la réaction d'hybridation, afin de développer un biocapteur ultra sensible pour des applications de détection d'ADN et de génotypage. La première partie de ce document est consacrée à la présentation des différents concepts théoriques retrouvés dans cette thèse soient la fluorescence, les mécanismes de transfert énergétiques intermoléculaires, le génotypage et la plasmonique. Ensuite suit la section expérimentale, dans laquelle les principales techniques instrumentales utilisées dans le cadre de ce projet y compris celles dédiées à la caractérisation de systèmes nanoparticulaires sont présentées. Pour finir, les résultats obtenus pour le développement, la caractérisation et l'utilisation d'un nouveau biocapteur nanoparticulaire combinant le MEF et un polymère transducteur sont détaillés dans trois articles publiés récemment.

Ce mémoire rend compte de l'expertise développée par l'auteur au Centre de recherchede l'Institut universitaire en santé mentale de Québec (CRIUSMQ) en endoscopie fibrée. Il décrit la construction d'un nouveau type de microscope optique, le MicroscopeInterstitiel Panoramique (PIM). Par la juxtaposition d'un court morceau de fibre à gradientd'indice et d'un prisme à l'extrémité d'une fibre monomode, la lumière laser estfocalisée sur le côté de la sonde. Pour former une image, cette dernière est rapidementtournée autour de son axe pendant qu'elle est tirée verticalement par un actuateurpiézo-électrique. Ce design de système rotatif d'imagerie interstitielle peu invasif est uneffort pour limiter les dégâts causés par la sonde tout en imageant la plus grande régionpossible en imagerie optique cérébrale profonde. / This thesis documents the expertise developed by the author at the Centre de recherchede l'Institut universitaire en santé mentale de Québec (CRIUSMQ) in fibered endoscopy, particularly the design and construction of a new kind of optical microscope: ThePanoramic Interstitial Microscope (PIM). Through the juxtaposition of a short piece ofGraded-Index fibre and a prism at the end of a single-mode fibre, laser light is focussedon the side of the probe. To form an image, the latter is quickly spun around its axiswhile it is being pulled vertically by a piezoelectric actuator. This minimally invasivefluorescence rotary interstitial imaging system is an endeavor to limit the damage causedby the probe while imaging enough tissue to provide good context to the user in deep brain optical imaging.