Dissertations / Theses: 'Modes de défaillance'

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Lhommeau, Tony. "Modes de défaillance et fiabilité des modules IGBT en contraintes aéronautiques." Toulouse, INPT, 2007. http://www.theses.fr/2007INPT008H.

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Abstract:

L'objectif de l'avion plus électrique est de remplacer les actionneurs hydrauliques par des actionneurs électriques ce qui nécessite l'utilisation du module IGBT comme interrupteur de puissance. Ce choix pose des questions sur leur fiabilité et leur durée de vie en environnement sévère tel que la nacelle moteur (thermique, humidité,. . . ). L'étude du comportement du module IGBT en contrainte simple, cyclage thermique, humidité ainsi qu'une pré-étude sur le comportement dynamique de l'assemblage ont permis de définir les modes de défaillance critiques liés à la technologie d'assemblage (brasures). Le suivi en vieillissement du composant par analyse acoustique et électrique a permis de définir la durée de vie en cyclage de forte amplitude pour lequel la défaillance survient. Deux modèles numériques du module IGBT, thermique et thermo-mécanique nous ont permis de justifier les observations expérimentales et de prédire, à partir de loi de fatigue, la durée de vie des brasures The "more electrical aircraft" target is to replace hydraulics actuators by electricals actuators this is need power interruptors, IGBT module. This choice raises the reliability and durability problematics in severe environment as the motor nacelle (thermal, moisture,. . . ). The study of the IGBT module fatigue behavior in thermal cycling, moisture and the dynamic comportment study of the assembly could to define the critical failure mode link to the assembly technology (solder). The follow-up of ageing effect on the IGBT module by acoustic scan and electrical us allowed to define the life time in high level termal cycling on which the failure appear. Two IGBT module numerical models, thermal and thermo-mechanical, us allowed to justify the experimental observations and predict from fatigue law the solder life time

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Cohen, Muriel. "Caractérisation des modes de défaillance des capteurs d'images CMOS à pixels actifs en environnement spatial." Toulouse, ENSAE, 2000. http://www.theses.fr/2000ESAE0019.

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Bougerol, Antonin. "Modes de défaillance induits par l'environnement radiatif naturel dans les mémoires DRAMs : étude, méthodologie de test et protection." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00610137.

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Abstract:

Les DRAMs sont des mémoires fréquemment utilisées dans les systèmes aéronautiques et spatiaux. Leur tenue aux radiations doit être connue pour satisfaire les exigences de fiabilité des applications critiques. Ces évaluations sont traditionnellement faites en accélérateur de particules. Cependant, les composants se complexifient avec l'intégration technologique. De nouveaux effets apparaissent, impliquant l'augmentation des temps et des coûts de test. Il existe une solution complémentaire, le laser impulsionnel, qui déclenche des effets similaires aux particules. Grâce à ces deux moyens de test, il s'est agi d'étudier les principaux modes de défaillance des DRAMs liés aux radiations : les SEUs (Single Event Upset) dans les plans mémoire, et les SEFIs (Single Event Functional Interrupt) dans les circuits périphériques. L'influence des motifs de test sur les sensibilités SEUs et SEFIs selon la technologie utilisée a ainsi été démontrée. L'étude a de plus identifié l'origine des SEFIs les plus fréquents. En outre, des techniques de test laser ont été développées pour quantifier les surfaces sensibles des différents effets. De ces travaux a pu être dégagée une nouvelle méthodologie de test destinée à l'industrie. Son objectif est d'optimiser l'efficacité et le coût des caractérisations, grâce à l'utilisation de l'outil laser de façon complémentaire aux accélérateurs de particules. Enfin, une nouvelle solution de tolérance aux fautes est proposée : basée sur la propriété des cellules DRAMs d'être immune aux radiations lorsqu'elles sont déchargées, cette technique permet la correction de tous les bits d'un mot logique.

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Bougerol, A. "Modes de défaillance induits par l'environnement radiatif naturel dans les mémoires DRAMs : étude, méthodologie de test et protection." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00611100.

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Abstract:

L'augmentation des performances requises pour les systèmes aéronautiques et spatiaux nécessite l'utilisation de composants électroniques de complexité croissante, dont la fiabilité, incluant la tenue aux radiations cosmiques, doit être évaluée au sol. Les mémoires DRAMs sont largement utilisées, mais leurs modes de défaillance sont de plus en plus variés, aussi les essais traditionnels en accélérateur de particules ne sont plus suffisants pour les caractériser parfaitement. Le laser impulsionnel peut déclencher des effets similaires aux particules ionisantes, aussi cet outil a été utilisé en complément d'accélérateurs de particules pour étudier, d'une part, les événements parasites SEUs (Single Event Upset) dans les plans mémoire et, d'autre part, les SEFIs (Single Event Functional Interrupt) dans les circuits périphériques. Ces études ont notamment permis d'expliquer l'influence des motifs de test sur les sensibilités mesurées, de découvrir l'origine des SEFIs les plus importants ainsi que de valider des techniques pour quantifier leurs surfaces sensibles. Une méthodologie de test destinée aux industriels a été établie, basée sur l'utilisation du moyen laser en complément des essais en accélérateur de particules dans le but d'optimiser les coûts et l'efficacité des caractérisations. En outre, une nouvelle solution de tolérance aux fautes est proposée, utilisant la propriété des cellules DRAMs d'être immune aux radiations pour un de leurs états de charge.

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Marsden, Éric. "Caractérisation de la sûreté de fonctionnement de systèmes à base d'intergiciel." Toulouse, INPT, 2004. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000014/.

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Abstract:

Nous proposons une méthodologie pour l'analyse de la sûreté de fonctionnement d'un middleware, ou intergiciel, et caractériser son comportement en présence de fautes. Notre méthode est basée sur une analyse structurelle des intergiciels de communication, sur l'élaboration d'un modèle de fautes, une classification des modes de défaillance, et le développement d'un ensemble de techniques d'injection de faute adaptées à l'intergiciel. Nous avons validé notre approche en menant des campagnes d'injection de faute ciblant plusieurs implantations de la norme CORBA, et obtenu des mesures quantitatives de la robustesse des différents candidats testés. Nos travaux permettent à des intégrateurs de systèmes répartis critiques d'obtenir des assurances sur la robustesse des composants intergiciels qu'ils placent au coeur de leurs systèmes, et aux développeurs d'intergiciel d'obtenir des informations sur des points faibles de leurs produits.

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Parent, Guillaume. "Evaluation de la durée de vie de composants électroniques de puissance commerciaux soumis à plusieurs tests de vieillissement et détermination des mécanismes de défaillance." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2017. http://oatao.univ-toulouse.fr/17829/1/Parent_G.pdf.

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Abstract:

Actuellement, dans les plateformes aérospatiales, le nombre et le besoin d’intégration des équipements électriques et électroniques sont grandissant du fait que leurs fonctions nécessitent de plus en plus de puissance. L’objectif de minimisation des coûts et surtout la disponibilité des dispositifs électroniques forcent les concepteurs et les fabricants de ces plateformes à s’orienter vers des produits commerciaux (dits grand public). La fiabilité des boîtiers des composants de puissance doit être évaluée dans les environnements sévères des applications aérospatiales. Une dizaine de composants électroniques de puissance a été sélectionnée en fonction de leur disponibilité et l’adéquation de leurs performances électriques et thermiques aux exigences des applications aérospatiales. Ces composants intègrent différents types de semi-conducteurs tels que le silicium, le carbure de silicium et le nitrure de gallium. Tout d’abord, une étude a été menée sur les potentiels modes et mécanismes de défaillance de ces composants électroniques de puissance dans ces environnements. Elle a permis de mettre en place plusieurs procédures de vieillissement accéléré ainsi que le développement de deux bancs de tests pour suivre électriquement le vieillissement de ces composants. Ces tests ont été menés sur deux diodes Schottky SiC, commercialisées par deux fabricants, regroupant les technologies des boîtiers des composants électroniques de puissance. Les analyses de défaillance ont tout d’abord mis en évidence une immaturité de la technologie de la jonction Schottky des puces SiC de l’une des deux diodes soumis à une tension inverse. Ces défaillances sont attribuées à la destruction partielle de la structure Schottky et indique une reproductibilité non maitrisée de la fabrication des puces de ce composant. Ensuite, ces analyses ont mis en évidence plusieurs mécanismes de vieillissement lors de tests simulant des régimes « On-Off » des applications (cycles thermiques de puissance). Celui considéré comme la cause de la défaillance est la fissuration de la soudure des fils d’interconnexion avec la puce. Une loi pouvant décrire la fissuration des interconnexions a été identifiée à la suite des évolutions des cycles thermiques de puissance à l’approche de la défaillance. L’étude de ces évolutions a permis de démarrer l’élaboration d’un modèle physique de défaillance adapté aux interconnexions de la puce en vue d’estimer la durée de vie des composants commerciaux.

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Elharizi, Malika. "Contribution à l’étude des modes de dégradation des transistors HEMT à base de GaN pour les applications de puissance." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLN040/document.

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Abstract:

Les composants de puissance à base de GaN sont connus par l’instabilité de leurs caractéristiques électriques, en particulier la tension de seuil et la résistance à l'état passant. Cela est dû aux effets des mécanismes de piégeage/de-piégeage des charges dans la structure. Le travail présenté dans ce mémoire se compose de deux grandes parties. Dans un premier temps, nous mettons en évidence l’effet d’un certain nombre de paramètres de commutation sur l'évolution de la résistance dynamique avec des cycles de commutation successifs. Nous analysons, en particulier, l’effet de la tension au blocage, la fréquence de commutation et la température sur l'évolution de la résistance dynamique. Dans un deuxième temps, nous présentons les résultats des essais de cyclage de puissance effectués en utilisant 80K de variation de température de jonction sur des puces de puissance MOS-HEMT Al2O3/AlGaN/GaN Normally-On. Ensuite, nous réalisons des caractérisations de pièges, basées sur des analyses de mesures de courants transitoires pendant le processus de vieillissement. Les résultats montrent qu’une dégradation irréversible affecte la tension de seuil avec une dérive vers des valeurs négatives. Ces dérives sont principalement attribuables au piégeage cumulatif avec des cycles de puissance, probablement induits par des électrons chauds, d’une manière progressive et non récupérable Power components based on GaN are known by the instability of their electrical characteristics, in particular the threshold voltage and the on-state resistance. This is due to the effects of trapping/de-trapping mechanisms in the structure. The work presented in this memoir consists of two main parts. At the first step, we highlight the effect of a number of switching parameters on the evolution of the dynamic resistance with successive switching cycles. In particular, we analyze the effect of blocking voltage, switching frequency and temperature on the evolution of dynamic resistance. In a second step, we present the results of power cycling tests performed using 80K of junction temperature swing on Normally-ON Al2O3/AlGaN/GaN MOS-HEMTs. Then, we perform trap characterizations, based on the analyses of transient current measurements, during the aging process. The results show that irreversible degradation affects threshold voltage with drift to negative values. These drifts were mainly attributed to cumulative trapping with power cycles, probably induced by hot electrons, in a progressive and non-recoverable way

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Chihani, Omar. "Etude de la fiabilité de composants GaN en conversion d'énergie." Thesis, Bordeaux, 2018. http://www.theses.fr/2018BORD0148/document.

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Abstract:

L’industrie des transports aéronautique et terrestre voit une augmentation constante de l’électrification de ses fonctions. Les actionneurs mécaniques ou hydrauliques sont au fil des évolutions technologiques remplacés par des actionneurs électriques.Les composants qui dominent le marché actuellement ne semblent plus capables de suivre la tendance. En effet, les composants de puissance à base de silicium règnent toujours sur le marché actuel, grâce à leur faible coût. Ce matériau commence par contre à atteindre ses limites théoriques en termes de performances. Dans ce contexte, différentes structures en semi-conducteurs à large bande interdite sont en train d’émerger afin de succéder au silicium.Cette étude a pour objectif d’évaluer la fiabilité des transistors de puissance à base de Nitrure de Gallium. Ces composants semblent être très prometteurs pour des applications moyennes puissances. Cependant, les mécanismes de défaillance dont peuvent souffrir ces composants ne sont pas encore suffisamment étudiés. L’étude consiste en l’application de vieillissements alliant contraintes thermiques et électriques. Ces vieillissements sont effectués à différentes conditions de tension et de température. L’objectif de cette méthode est, dans un premier temps, d’isoler l’effet de chaque facteur de stress sur l’état des composants, et dans un second temps, d’identifier les mécanismes de défaillances activés en fonction des conditions de vieillissement.Ce travail a permis d’identifier l’existence de différents mécanismes de défaillance pouvant être activés selon les conditions de vieillissement. En effet, il est apparu que la gamme de température de vieillissement utilisée influe grandement sur la prédominance des mécanismes de défaillance activés. Les résultats obtenus remettent en question les normes de qualification actuellement appliquées aux composants en Nitrure de Gallium. Ces normes devraient revoir à la hausse les températures de vieillissement utilisées afin de couvrir des gammes plus proches des températures d’utilisation pour ce type de composants The aeronautical and terrestrial transport industries know a steady increase in the electrification of their functions. In fact, the mechanical or hydraulic actuators are gradually replaced by electric ones.The components dominating the market today seem unable to follow the trend anymore. In fact, silicon-based power components still prevail in the current market, thanks to their low cost. However, this material begins to reach its theoretical limits in terms of performance. In this context, different wide bandgap semiconductor structures are emerging to take on from silicon.The aim of this study is to assess the reliability of power transistors based on Gallium Nitride. These components are very promising for medium power applications. However, the failure mechanisms of these components are not yet sufficiently studied. The study consists in the application of aging tests combining thermal and electrical stresses. These agings are carried out under different conditions of tension and temperature. The objective of this method is, firstly, to isolate the effect of each stressor on the state of the components, and secondly, to identify the failure mechanisms activated according to the aging conditions.This work made it possible to identify the existence of different failure mechanisms that can be activated according to the aging conditions. Indeed, it has emerged that the aging temperature range used influences the predominance of activated failure mechanisms. The results challenge the adequacy of current qualification standards for Gallium Nitride components. These standards should revise upwards the aging temperatures used to cover ranges closer to the operating temperatures of this kind of components

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Rashed, Amgad. "Mise en oeuvre de protocoles de vieillissement accélérés dédiés à l'étude de composants de puissance à semi-conducteur type "IGBT" en régime de cyclage actif." Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20153/document.

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Abstract:

Les transistors IGBT sont les composants semi-conducteurs de puissance les plus couramment utilisés dans les fonctions de l'électronique de puissance. Ils sont fréquemment assemblés dans des modules contenant plusieurs puces et réalisant l'interconnexion à la fois électrique et thermique avec l'environnement. Dans de nombreuses applications, ces modules sont soumis à un cyclage thermique actif généré par les variations du régime de fonctionnement du système. Ceci est à l'origine de différentes dégradations d'origine thermomécaniques pouvant mener à la défaillance. Les tests de vieillissement sont l'un des moyens permettant de mieux comprendre les mécanismes de dégradations en imposant des conditions de stress connues mais également de construire des modèles de fiabilité comportementaux utiles dans l'estimation de durée de vie des systèmes.Le présent travail décrit la mise en œuvre d'une méthode de test originale destinée à des modules IGBT de la gamme 600V-200A et basée sur l'utilisation d'onduleurs fonctionnant en modulation de largeur d'impulsion. Elle exploite la variation de température de jonction provoquée par cette modulation pour générer un cyclage thermique d'une fréquence très supérieure (2Hz à 10Hz) à celles habituellement utilisées pour ce type de test. Ceci permet de réduire considérablement la durée de ces tests et d'accéder à des gammes basses de l'amplitude des cycles thermiques.Les essais de vieillissement imposent de suivre l'évolution de paramètres indicateurs afin d'estimer régulièrement l'état des composants testés et d'appliquer des conditions d'arrêt. Le paramètre utilisé dans le présent travail est la tension VCE des IGBT, qui est un bon révélateur de l'état des fils de bondings, maillons faibles de ces modules. En complément du développement de la méthode de cyclage proprement-dite, un dispositif de suivi automatique du paramètre VCE a été développé afin de limiter la durée des phases de caractérisations correspondantes. Ce dispositif permet également de mesurer la température de jonction de façon indirecte et de reconstruire le profil de température dynamique pendant le cyclage.Cet ensemble a permis d'obtenir des résultats exploitables sur une trentaine d'échantillons avec des amplitudes de cycle comprises entre 30°C et 50°C. Ils mettent en évidence un seul type de dégradation, la fissuration des attaches entre les fils de bonding et la métallisation d'émetteur avec, dans certains cas, le décollement complet du fil (lift-off). Des essais à différentes fréquences de cyclage pour la même amplitude ont été réalisés sur un groupe de ces échantillons. Si le nombre d'échantillons consacrés à comparaison n'est pas encore réellement suffisant, les résultats obtenus sont similaires et semblent donc démontrer que la fréquence de test n'impacte pas le mode de vieillissement dans la gamme de température étudiée. Cette observation est une première validation de la pertinence de la méthode proposée qui permet de réduire d'un facteur cinq à dix les durées de test IGBT transistors are the most used power semiconductor devices in power electronics and are often integrated in power modules to constitute basic switching functions. In various applications, IGBT power modules suffer thermal cycling (or power cycling) due to variations of operating conditions. This power cycling induces thermo mechanical stress that can lead to damages and then, to failures. Ageing tests are a means to identify and analyze the degradation mechanisms due to power cycling by imposing calibrated test conditions. In addition, their results can be used to establish empiric lifetime models that are useful for power converter designers.The present work describes the implementation of an ageing test method dedicated to IGBT modules operating in the 600V-200A range. This method takes advantage of particular operating conditions generated by pulse width modulation inverters in which the IGBT modules to be tested are introduced. The modulation induces a variation of IGBT die temperature, i.e. a power cycling, of which the frequency is significantly higher (2Hz to 10Hz) than the operating frequencies of classical test systems. By using this technique, the test length is reduced while low values of thermal amplitude can be reached.Throughout the ageing tests, the monitoring of ageing indicators is required to evaluate the sample health and to stop the operation when predefined conditions are reached. In the present work, the ageing indicator is the on-state voltage VCE across the IGBT device that is relevant in regard with wire bond degradations. Therefore, as a complement of the fast test method, an automated VCE monitoring system has been developed in order to fully take benefit of the high test-speed. In addition, this system is able to measure the junction temperature and to provide the temperature profile during the power cycling.This test bench has made possible the ageing process of three dozen of samples by applying thermal swing amplitudes in the 30°C-50°C range, that is not reachable with classical test benches operating in low frequency because of the unacceptable test length. The results show that only one kind of damage is generated by the present test conditions, i.e. the degradation of attaches between the emitter metallization and the wire bonds. In many case, complete lift-off have been observed. Some samples have been used to evaluate the influence of thermal swing frequency on the results. The latter are unchanged when the frequency varies between 2Hz and 0.2Hz, therefore it is a first validation of the fast test relevance

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Perisse, Frédéric. "ETUDE ET ANALYSE DES MODES DE DEFAILLANCES DES CONDENSATEURS ELECTROLYTIQUES A L'ALUMINIUM ET DES THYRISTORS, APPLIQUEES AU SYSTEME DE PROTECTION DU LHC (LARGE HADRON COLLIDER)." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00268354.

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Abstract:

Le travail présenté porte sur l'étude et l'analyse des modes de défaillance des condensateurs électrolytiques à l'aluminium ainsi que sur les thyristors. Les composants étudiés sont des éléments principaux du système de protection des aimants supraconducteurs du LHC dont la fiabilité revêt est un aspect primordial. L'étude du vieillissement des condensateurs électrolytiques à l'aluminium à montré que leur fiabilité est fortement liée à leur caractéristique technologique. L'évolution de leur principal indicateur de vieillissement (ESR) peut être modélisée selon différente loi plus ou moins pessimiste choisis selon le mode d'utilisation de ceux-ci. Il apparaît que la prédiction de défaillance de ces composants autre que celle due à l'usure ne peut être que statistique compte tenu des nombreuses causes de défaillance entraînant divers modes de défaillance. Afin de pouvoir évaluer l'influence du vieillissement des condensateurs électrolytique à l'aluminium sur un système, des modèles simples prenant en compte ce paramètre ainsi que la température effective du composant sont proposés. Une précision acceptable compte tenu de la simplicité des modèles est obtenue. L'étude des thyristors à montré que ces composants ont peu de dérive de paramètres en vieillissement statique, par contre de nombreuses défaillances par court-circuit ont été observées. Ces défaillances ont toujours une origine locale due à des défauts du composant. La tenue en tension dépend fortement de la qualité du thyristor ainsi que de la technologie employée.

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Boige, François. "Caractérisation et modélisation électrothermique compacte étendue du MOSFET SiC en régime extrême de fonctionnement incluant ses modes de défaillance : application à la conception d'une protection intégrée au plus proche du circuit de commande." Thesis, Toulouse, INPT, 2019. http://www.theses.fr/2019INPT0084/document.

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Abstract:

Le défi de la transition vers une énergie sans carbone passe, aujourd’hui, par un recours systématique à l’énergie électrique avec au centre des échanges l’électronique de puissance. Pour être à la hauteur des enjeux, l'électronique de puissance nécessite des composants de plusen plus performants pour permettre un haut niveau d'intégration, une haute efficacité énergétique et un haut niveau de fiabilité. Aujourd’hui, le transistor de puissance, du type MOSFET, en carbure de silicium (SiC) est une technologie de rupture permettant de répondre aux enjeux d’intégration et d’efficacité par un faible niveau de perte et une vitesse de commutation élevée. Cependant, leur fiabilité non maitrisée et leur faible robustesse aux régimes extrêmes du type court-circuit répétitifs freinent aujourd’hui leur pénétration dans les applications industrielles. Dans cette thèse, une étude poussée du comportement en court-circuit d'un ensemble exhaustif de composants commerciaux, décrivant toutes les variantes structurelles et technologiques en jeu, a été menée sur un banc de test spécifique développé durant la thèse, afin de quantifier leur tenue au courtcircuit. Cette étude a mis en lumière des propriétés à la fois génériques et singulières aux semiconducteurs en SiC déclinés en version MOSFET tel qu’un courant de fuite dynamique de grille et un mode de défaillance par un court-circuit grille-source amenant, dans certaines conditions d'usage et pour certaines structures de MOSFET, à un auto-blocage drain-source. Une recherchesystématique de la compréhension physique des phénomènes observés a été menée par une approche mêlant analyse technologique interne des composants défaillants et modélisation électrothermique fine. Une modélisation électrothermique compacte étendue à la prise en compte des modes de défaillance a été établie et implémentée dans un logiciel de type circuit. Ce modèle a été confronté à de très nombreux résultats expérimentaux sur toutes les séquences temporelles décrivant un cycle de court-circuit jusqu'à la défaillance. Ce modèle offre un support d'analyse intéressant et aussi une aide à la conception des circuits de protection. Ainsi, à titre d'application, un driver doté d'une partie de traitement numérique a été conçu et validé en mode de détection de plusieurs scénarii de court-circuit mais aussi potentiellement pour la détection de la dégradation de la grille du composant de puissance. D’autres travaux plus exploratoires ont aussi été menés en partenariat avec l’Université de Nottingham afin d’étudier l'impact de régimes de court-circuit impulsionnels répétés sur le vieillissement de puces en parallèle présentant des dispersions. La propagation d'un premier mode de défaillance issu d'un composant "faible" a aussi été étudiée. Ce travail ouvre la voie à la conception de convertisseurs intrinsèquement sûrs et disponibles en tirant parti des propriétés atypiques et originales des semi-conducteurs en SiC et du MOSFET en particulier Nowaday, the challenge of the transition to carbon-free energy involves a systematic use of electrical energy with power electronics at the heart of the exchanges. To meet the challenges, power electronics requires increasingly high-performance devices to provide a high level of integration, high efficiency and a high level of reliability. Today, the power transistor, of the MOSFET type, made of silicon carbide (SiC) is a breakthrough technology that allows us to meet the challenges of integration and efficiency through their low level of loss and high switching speed. However, their limited reliability and low robustness at extreme operating conditions such as repetitive short-circuits are now hindering their expansion in industrial applications. In this thesis, an in-depth study of the short-circuit behaviour of an exhaustive set of commercial devices, describing all the structural and technological variants involved, was carried out on a specific test bench developed during the thesis, in order to quantify their short-circuit resistance. This study highlighted both generic and singular properties of SiC semiconductors for every Mosfet version such as a dynamic gate leakage current and a failure mode by a short-circuit grid-source leading, under certain conditions of use and for certain Mosfet structures, to a self-blocking drain-source. A systematic research of the physical understanding of the observed mechanisms was carried out by an approach combining an internal technological analysis of the failed devices and a fine electrothermal modelling. A compact electrothermal modeling extended to failure mode consideration has been established and implemented in circuit software. This model was confronted with numerous experimental results describing a short-circuit cycle up to failure. This model offers an interesting analytical support and also helps the design of protection circuits. Thus, as an application, a driver equipped with a digital processing part has been designed and validated in detection mode for several short-circuit scenarios but also potentially for the detection of the degradation of the power component grid. Other more exploratory work has also been carried out in partnership with the University of Nottingham to study the impact of repeated pulse short-circuit regimes on the aging of parallel chips with dispersions. The propagation of a first failure mode from a "weak" device was also studied. This work paves the way for the design of intrinsically safe and available converters by taking advantage of the atypical and original properties of SiC semiconductors and Mosfet in particular

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Marsden, Eric. "Caractérisation de la sûreté de fonctionnement de systèmes à base d'intergiciel." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010938.

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Abstract:

Nous proposons une méthodologie pour l'analyse de la sûreté de fonctionnement d'un middleware, ou intergiciel, et caractériser son comportement en présence de fautes. Notre méthode est basée sur une analyse structurelle des intergiciels de communication, sur l'élaboration d'un modèle de fautes, une classification des modes de défaillance, et le développement d'un ensemble de techniques d'injection de faute adaptées à l'intergiciel. Nous avons validé notre approche en menant des campagnes d'injection de faute ciblant plusieurs implantations de la norme CORBA, et obtenu des mesures quantitatives de la robustesse des différents candidats testés. Nos travaux permettent à des intégrateurs de systèmes répartis critiques d'obtenir des assurances sur la robustesse des composants intergiciels qu'ils placent au coeur de leurs systèmes, et aux développeurs d'intergiciel d'obtenir des informations sur des points faibles de leurs produits.

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Bouarroudj-Berkani, Mounira. "Etude de la fatigue thermo-mécanique de modules électroniques de puissance en ambiance de températures élevées pour des applications de traction de véhicules électriques et hybrides." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00346572.

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Abstract:

Les travaux présentés dans cette thèse portent sur l'étude de la fatigue thermomécanique de modules IGBT onduleurs intégrés de puissance 600V-200A destinés à des applications de traction automobile électrique et hybride. Nous avons cherché à évaluer la tenue de ces modules aux contraintes de cyclages (actif et passif) sous températures ambiantes élevées. Ainsi, la première partie de cette thèse présente les tests expérimentaux réalisés en cyclage actif durant lesquels nous avons cherché à évaluer la tenue des modules IGBT (600V-200A) fonctionnant à différentes températures ambiantes (température de semelle) et différentes températures de jonction (température des puces). Afin de chercher à comprendre les mécanismes physiques mis en jeu dans la dégradation de l'assemblage, les essais ont été arrêtés rapidement dès lors qu'un indicateur de défaillance laissait supposer une initiation de processus de dégradation. Dans la deuxième partie, nous nous sommes focalisés sur la tenue des brasures substrat/semelle dans des conditions de cycles thermiques passifs. Sachant qu'habituellement le facteur d'accélération retenu pour le vieillissement de ces brasures est l'amplitude des cycles thermiques, nous avons cherché dans cette partie à évaluer non seulement l'effet de l'amplitude des cycles thermiques mais aussi les niveaux des paliers haut et bas sur l'initiation des fissures dans ces brasures et leurs propagation au cours du cyclage. Enfin, pour comprendre et analyser le comportement de la brasure et de l'assemblage sous les contraintes de cycles thermiques, une étude par simulation numérique est présentée dans la dernière partie. Une étude numérique effectuée sous des conditions de température similaires à celles imposées dans la partie expérimentale a permis de localiser et d'évaluer les contraintes thermomécaniques que subissent les éléments de l'assemblage. Surtout, nous donnons des éléments de réponse permettant d'établir un lien entre les paramètres thermiques du cyclage passif et les grandeurs physiques qui sont influent sur la durée de vie des brasures. Enfin, cette partie se termine sur une étude numérique dans laquelle nous avons cherché à simuler l'effet combiné des cyclages actifs et passifs sur les contraintes mécaniques au sein des modules IGBT afin de rendre compte des contraintes imposées aux modules dans une application réelle.

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Dupont, Laurent. "Contribution à l'étude de la durée de vie des assemblages de puissance dans des environnements haute température et avec des cycles thermiques de grande amplitude." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00091782.

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Abstract:

Dans le domaine des applications avioniques, des dispositifs d'électronique de puissance sont susceptible d'être placés sur le réacteur avec, dans le pire des cas, une température ambiante de 200°C et des cycles thermiques compris entre -55°C et 200°C. La première partie de cette étude présente les caractérisations électriques de composants à semi-conducteur, afin de justifier le choix des diodes Schottky SiC et de transistor CoolMOS Si pour une utilisation à haute température. Ces composants sont alors intégrés dans un véhicule de test (module de puissance) adaptée à une localisation sur le réacteur. L'objectif est d'évaluer les performances électriques des éléments actifs à haute température, et la technologie d'assemblage par brasure des substrats céramiques sur une semelle AlSiC. En complément d'une campagne expérimentale, s'appuyant sur un cyclage thermique de grande amplitude, une évaluation numérique des sollicitations dans l'assemblage permettra de mieux comprendre les mécanismes de défaillances et les moyens permettant d'augmenter la durée de vie des modules de puissance dans ces conditions d'utilisation. Afin de trouver des solutions d'intégration et de chercher à améliorer la durée de vie des assemblages, la dernière partie de cette étude présente les résultats expérimentaux, dans des conditions tout aussi sévères, pour de nouveaux véhicules de test, sans élément actif, composés de substrats céramiques de technologie différente. Les produits testés comportent des céramique AlN et Al2O3 dont les métallisations, avec ou sans dimples, présentent des géométries différentes. Nous évaluerons également, des substrats de technologie AMB avec des solutions DAB et Si3N4. Finalement, une nouvelle étude numérique est réalisée sous ANSYS dans le but d'estimer l'influence ce des substrats céramiques sur la durée de vie de l'assemblage. Finalement, nous tenterons de proposer des règles de conception permettant d'augmenter la durée de vie des assemblages de puissance.

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Antaki, Bernard. "Étude de la défaillance des circuits bipolaires en mode courant et leur testabilité." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1999. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape8/PQDD_0017/MQ46643.pdf.

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Thellier, Sylvie. "Approche ergonomique de l’analyse des risques en radiothérapie : de l’analyse des modes de défaillances à la mise en discussion des modes de réussite." Thesis, Paris, CNAM, 2017. http://www.theses.fr/2017CNAM1159/document.

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Abstract:

Cette recherche s’inscrit dans le domaine de la gestion des risques et de la sécurité des patients, et vise à développer une méthode d’analyse de la fragilisation de l’activité pour faire face aux difficultés méthodologiques rencontrées par les centres de radiothérapie pour mener une analyse des risques encourus par les patients à partir de la méthode AMDEC. Cette thèse est une contribution empirique et théorique sur la « sécurité en réflexion » dans des espaces de discussion (régulation froide) que l’on distingue ici de la « sécurité en action » (régulation chaude). Ce travail cherche à déterminer de nouveaux liens entre la sécurité et la gestion des risques – relation éminemment connectée mais également chargée d’ambiguïtés – en donnant une place prépondérante à une étape méthodologique souvent délaissée, l’identification des risques. La sécurité des soins dépendant principalement des pratiques quotidiennes exercées par le personnel soignant, il s’agirait pour les analystes de faire le lien entre un risque générique facilement identifiable – par exemple, la surexposition des patients à des rayonnements ionisants – et sa construction, sa propagation dans le travail réel de l’équipe soignante. Cette recherche propose de travailler ce lien collectivement dans des « espaces de discussion » mobilisés classiquement par les sciences de gestion pour accompagner un changement ou pour améliorer la performance d’une organisation, et de les adapter pour identifier les risques à partir de l’analyse de la qualité du travail quotidien d’une équipe de radiothérapie. La thèse défendue dans ce travail est la suivante : la sécurité des patients dépend de la production de nouvelles connaissances 1) sur la complexité du travail de l’équipe soignante, 2) sur les modes de réussite mobilisés par les soignants pour résoudre ou contourner les complexités de leurs activités et 3) sur les conditions de fragilisation des modes de réussite. Autrement dit, la finalité de cette analyse des risques serait un recueil de données organisées sur ce qui se passe dans le travail et ce qui l’affecte. Ce recueil viserait à améliorer les informations détenues individuellement sur la complexité du travail collectif transverse, à mettre en visibilité des dimensions plus difficilement accessibles (politique, stratégique, organisationnelle, contextuelle…) et à faire des liens entre les complexités du travail et les risques encourus par les patients à partir d’un objet intermédiaire : les fragilisations des modes de réussite. L’objectif recherché de ces « Espaces de Partage et d’Exploration de la Complexité du Travail » (EPECT) est d’améliorer la connaissance individuelle et collective sur le développement des situations risquées dans le travail et de les partager dans l’équipe pour maximiser la sécurité réelle. La consolidation de l’étape d’identification des risques par une caractérisation et un partage de situations risquées dans le travail devrait améliorer le travail d’équipe et faciliter la maitrise des situations risquées. Le croisement de deux disciplines, l’ergonomie et la gestion des risques a permis d’enrichir les principes méthodologiques portés par chacune d’elle, des moyens de décrire des complexités de l’activité pour l’ergonomie et des situations risquées réelles pour l’ingénierie des risques. Au-delà de ces apports méthodologiques, l’ergonomie a été mobilisée pour élaborer progressivement de nouveaux principes méthodologiques à partir des limites réelles d’anciens principes méthodologiques et pour évaluer la méthode. Le nombre et « l’intensité » des difficultés méthodologiques rencontrées par les utilisateurs pourraient déterminer un lien faible ou fort entre la méthode de gestion des risques mobilisée et la sécurité des patients. Enfin, ce travail a été l’occasion de proposer une évolution du concept de sécurité réglée et de sécurité gérée et une nouvelle définition du risque This research is in the field of risk management and patient safety. It aims to develop a methodology for exploring the weakening of real work of a medical team and to cope with methodological difficulties encountered by radiotherapy centers when analyzing patients’ risks incurred the therapeutic process with FMEA method. This thesis is a theoretical and empirical contribution about "safety in reflection" in discussion spaces that is distinguished within "safety in action". This work seeks to identify a new link between safety and risk management by giving a predominant place to a methodological step often neglected: the risk identification. Safety of care depending mainly of day-to-day practices of caregivers, it would be for analysts to make the connection a generic risk (eg. overexposure of patients to radiation) and the construction, the spread in the real work of healthcare team. This research proposes to work this link collectively in discussion spaces classically mobilized by the sciences of management to accompany a change or improve the performance of the organization and to adapt them to identify risks in the daily work of a radiotherapy team. The thesis argues that patient safety depends on the production of a new knowledge: 1) on the complexity of the daily work of the healthcare team, 2) on success modes mobilized to reduce it and 3) on weakening conditions of these success modes. In other words, risk analysis will be a data collection about what is really happening in the daily work and what is affecting it. This data collection would seek to improve information held individually in relation to the complexity of the cross-functional collective work, to make visible dimensions that are difficult to access (politic, strategic, organization, context…) and to make links between complexity of work and risks incurred by patients. The aim of "spaces for sharing and exploring the complexity of work" is to improve individual and collective knowledge on the development of risky situations, to share them in the team in order to maximize the real safety. The interaction between ergonomics and risk management contribute to enrich methodological principles and revise theoretical notions

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Fonder, Jean-Baptiste. "Analyse des mécanismes de défaillance dans les transistors de puissance radiofréquences HEMT AlGaN/GaN." Thesis, Cergy-Pontoise, 2012. http://www.theses.fr/2012CERG0576/document.

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Abstract:

Les HEMT AlGaN/GaN sont en passe de devenir incontournables dans le monde de l'amplification de puissance radiofréquence, grâce à leurs performances exceptionnelles. Cependant,en raison de la relative jeunesse de cette technologie, des études de fiabilité dans plusieurs modes de fonctionnement sont toujours nécessaires pour comprendre les mécanismes de défaillance propres à ces composants et responsables de leur vieillissement. Cette étude porte sur l'analyse des défaillances dans les transistors HEMT AlGaN/GaN de puissance,en régime de fonctionnement de type RADAR (pulsé et saturé). Elle s'appuie sur la conception d'amplificateurs de test, leur caractérisation et leur épreuve sur bancs de vieillissement. La mise en place d'une méthodologie visant à discriminer les mécanismes de dégradation prépondérants, conjointement à une analyse micro-structurale des composants vieillis, permet d'établir le lien entre l'évolution des performances électriques et l'origine physique de ces défauts AlGaN/GaN HEMTs are on the way to lead the radiofrequency power amplificationfield according to their outstanding performances. However, due to the relative youth of this technology, reliability studies in several types of operating conditions are still necessaryto understand failure mechanisms peculiar to these devices and responsible for their wearingout. This study deals with the failure analysis of power AlGaN/GaN HEMTs in RADARoperating mode (pulsed and saturated). This is based on the design of test amplifiers, theircharacterization and their stress on ageing benches. The setting up of a methodology aimingat discriminating predominant degradation modes, jointly with a micro-structural analysisof aged devices, permits to link the evolution of electrical performances with the physicalroots of these defects

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Barragan, Santiago Israel. "Elaboration de propriétés formelles de contrôleurs logiques à partir d'analyse prévisionnelle par Arbre des Défaillances." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00348404.

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Abstract:

La difficulté d'exprimer les propriétés formelles d'un contrôleur logique en vue de sa vérification est un des obstacles majeurs à la diffusion de ce type de techniques. L'objectif de cette thèse est donc de faciliter l'élaboration de ces propriétés formelles en proposant une méthode basée sur l'analyse prévisionnelle par Arbre des Défaillances (AdD). Ainsi, une propriété sera la non réalisation d'une faute. Quatre contributions sont alors développées pour mettre au point cette méthode : deux contributions de nature méthodologique et deux autres de nature formelle. Les contributions de la première catégorie sont, d'une part, l'intégration, dans la structure de l'AdD, des fautes du logiciel de commande du contrôleur logique (dites fautes systématiques car reproductibles) et, d'autre part, la représentation de ces fautes systématiques avec un vocabulaire de portes prenant en compte les temps logique et physique. Les deux contributions formelles proposent une sémantique formelle, en premier lieu, des portes adoptées dans le travail, et deuxièmement, d'associations de portes. Enfin, un exemple permet de montrer l'intérêt de ces quatre propositions pour l'amélioration de la sûreté des contrôleurs logiques.

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García-Gutiérrez, Luis Antonio. "Développement d'un contrôle actif tolérant aux défaillances appliqué aux systèmes PV." Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30071.

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Abstract:

Cette thèse de doctorat aborde la problématique de la réalisation d'un système de contrôle actif de détection de défaut et diagnosis (FDD) pour un système de conversion photovoltaïque. Ce type de système de production d'énergie électrique est composé de panneaux solaires, d'un dispositif MPPT, d'un convertisseur de courant DC-DC, d'un onduleur DC-AC et d'une charge. Le système de contrôle actif à tolérance de pannes qui a été développé dans cette thèse est composé de deux étages : * Un étage assurant la fonction de diagnostic et comprenant les fonctions de détection de défauts, la fonction d'isolement de défauts, l'identification de défauts et l'estimation de l'ampleur du/des défaut(s) * Une fonction de reconfiguration du système photovoltaïque. Ce manuscrit est divisé en quatre chapitres : * Introduction au problème et révision de l'état de la technique * Modélisation mathématique du système photovoltaïque avec une validation expérimental de ce dernier effectué sur la plateforme PV de caractérisation du bâtiment réel ADREAM (Laboratoire LAAS-CNRS) * Conception et mise en œuvre du système de diagnostic de pannes du système photovoltaïque comprenant un Système actif à tolérance de pannes * Un système de diagnostic expérimental en cours de développement à l'aide d'un dispositif FPGA This work contributes by developing an active fault tolerant control (AFTC) for Photovoltaic (PV) systems. The fault detection and diagnosis (FDD) methodology is based on the analysis of a model that compares real-time measurement. We use a high granularity PV array model in the FDD tool to allow faults to be detected in complex conditions. Firstly, the research focuses on fault detection in complex shadow conditions. A real-time approach is presented to emulate the electrical characteristics of PV modules under complex shadow conditions. Using a precise emulators approach is a real challenge to study the high non-linearity and the complexity of PV systems in partial shading. The real-time emulation was validated with simple experimental results under failure conditions to design specific fault-detection algorithms in a first sample. The second part of the research addresses the FDD method for DC/DC and DC/AC power converters that are connected to the grid. Primary results allowed us to validate the system's recovery for normal operating points after a fault with this complete AFTC approach. Emulations based on the simulation of distributed power converters, fault detection methodologies based on a model, and a hybrid diagnostician were then presented

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Melle, Samuel. "Analyse et modélisation des phénomènes de chargement de diélectriques dans les MEMS RF : application à la fiabilité prédictive de micro-commutateurs électromécaniques micro-ondes." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011359.

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Abstract:

Ces dernières années ont vu l'émergence de nouveaux composants micro-ondes, les micro-commutateurs MEMS RF, possédant des performances très attrayantes pour de nombreux domaines d'application : spatial, automobile, téléphonie mobile& Cependant, une problématique majeure retarde actuellement leur industrialisation : leur fiabilité. Ce manuscrit de thèse a pour but principal de mettre en place les procédures d'investigation de la fiabilité des MEMS RF comprenant le développement des outils matériels et méthodologiques permettant d'analyser et de modéliser les phénomènes régissant la fiabilité de ces composants. Le premier chapitre effectue un état de l'art critique des bancs de tests et des résultats publiés par les laboratoires internationaux travaillant sur la fiabilité des MEMS RF. Le second chapitre détaille le banc de fiabilité développé dans le cadre de nos travaux. Nous présentons les différentes parties le constituant ainsi que les mesures des propriétés des MEMS RF qu'elles permettent d'effectuer en vue d'analyser leur fiabilité. Le troisième chapitre se focalise sur la méthodologie mise en place en vue d'étudier la fiabilité des micro-commutateurs capacitifs. Cette méthodologie est basée sur la détection et l'analyse des modes de défaillance d'une part et sur la modélisation du mécanisme de défaillance d'autre part. Nous proposons ainsi un modèle du chargement du diélectrique, principale cause de défaillance de ce type de composants, et introduisons un facteur de mérite de la fiabilité des MEMS RF permettant une évaluation comparative de leur durée de vie. Dans un quatrième chapitre, nous présentons les trois axes de recherche sur lesquels des études préliminaires ont été effectuées en vue d'améliorer la fiabilité des MEMS RF capacitifs : l'optimisation technologique, l'optimisation de la commande et l'optimisation de la topologie des micro-commutateurs

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Desrosiers, Jean-François. "Fiabilité et durabilité d'un embrayage magnétorhéologique utilisé en glissement continu pour le contrôle des surfaces de vols primaires d'aéronefs." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2013. http://hdl.handle.net/11143/7727.

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Abstract:

Le projet de recherche financé par une subvention RDC du CRSNG et le CRIAQ est un partenariat entre Bombardier Aéronautique, Bell Helicopter, l'Université de Sherbrooke et l'Université Laval. Le principal objectif de ce projet est d'évaluer le potentiel de remplacer les actionneurs hydromécaniques par des actionneurs électromécaniques pour les commandes de vols primaires du Bell 407. La composante critique de l'actionneur électromécanique visé est un embrayage magnétorhéologique (MR). En effet, le fonctionnement de ce type d'embrayage est bien connu, mais la fiabilité ainsi que la durabilité de cette technologie restent à être prouvées. Le présent projet de maîtrise consiste donc à étudier la fiabilité ainsi que la durabilité d'un embrayage MR utilisé en glissement continu. Dans un premier temps, une analyse de fiabilité du système complet aux composantes (Top-Down) a été réalisée selon les méthodes et les techniques standards (FMEA et FTA) utilisées dans le domaine de l'aéronautique. Le manque d'informations concernant les modes de défaillance et la durabilité des embrayages MR a nécessité une étude expérimentale. Pour ce faire, un banc d'essais de longue durée complètement autonome a été conçu et fabriqué. Au total, 1750 heures de tests en glissement continu ont été réalisées sur des embrayages MR. Il y avait deux objectifs à ces tests. Le premier était d'étudier l'effet des paramètres d'opération (température, vitesse, couple) sur la durée de vie du fluide MR. Le deuxième était d'évaluer l'impact de la dégradation du fluide MR sur les performances d'un embrayage MR. Au final, le projet de recherche a permis de : 1. Évaluer les requis de fiabilité pour chacune des composantes d'un embrayage MR lorsqu'utilisé dans un système d'actuation pour des commandes de vol primaire d'un hélicoptère ; 2. Obtenir une compréhension plus fine du processus de dégradation du fluide MR et l'impact sur les performances des embrayages MR; 3. Doubler la durée de vie des embrayages MR par le développement d'une technique de circulation interne du fluide MR permettant l'utilisation d'un plus grand volume de fluide MR et ce, sans pénalité de poids, de volume et de coût.

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Pilard, Laurence. "Observer la stabilisation." Paris 11, 2005. http://www.theses.fr/2005PA112337.

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Abstract:

Les systèmes répartis ont deux caractéristiques importantes : ils sont non seulement complexes, mais en plus soumis à des défaillances. Ainsi, la vérification et l'étude de la tolérance aux défaillances dans ces systèmes sont deux problématiques majeurs. Dans cette thèse, nous proposons une méthode de vérification par model-checking d'un système réparti fondée sur les ordres partiels. Nous donnons un algorithme de parcours de graphe qui construit un sous-ensemble réduit de l'espace des états d'un système réparti, dans lequel il est possible de vérifier des propriétés stables du système considéré. D'autre part, nous étudions les systèmes auto-stabilisants qui sont des systèmes répartis naturellement tolérants aux défaillances. Un système auto-stabilisant est un système qui, quelque soit son initialisation et donc après une défaillance, finit par se comporter correctement. L'inconvénient d'un tel système est que celui-ci ne peut pas déterminer de lui-même s'il répond à sa spécification. Dans cette thèse, nous proposons un nouveau modèle fondé sur des observateurs, dans lequel un système auto-stabilisant peut connaître cette information. Dans ce modèle, nous prouvons qu'il est possible de construire un observateur déterministe pour n'importe quelle tâche spécifiée sous un démon synchrone et pour une topologie distinguée, dès lors que cette tâche admet une solution auto-stabilisante. Nous introduisons également la notion d'observateur probabiliste et nous prouvons que de tels observateurs permettent d'observer une plus grande classe de systèmes auto-stabilisants que les observateurs déterministes Distributed systems have two main characteristics: they are complex and subject to failures. So, the verification and the study of fault tolerance in such systems are two major issues. In this thesis, we propose a model-checking verification technique for distributed systems. We present and prove an algorithm, based on partial orders, which builds a small subset of the whole set of states of a distributed system. In the reduced generated graph, it is still possible to verify stable properties of the considered system. We then study self-stabilizing systems which are fault tolerant distributed systems. Self-stabilizing systems are systems which, from any initialization, eventually behaves correctly, regarding to their specifications. The drawback of such systems is that they cannot determine whether or not they verify their specifications. In this thesis we propose a new model, in which the system can decide if it verifies its specification by introducing a new abstraction called observer. With this model, we prove that if there exists a synchronous self-stabilizing distributed solution for some problem in a distinguished network, then there exists a synchronous self-stabilizing distributed solution for the same problem in the same network which accept an observer. Finally, we introduce the notion of a probabilistic observer and we prove that such an observer allows to decide for a larger class of self-stabilizing systems than deterministic observers

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Charpentier, Philippe. "Architecture d'automatisme en sécurité des machines : étude des conditions de conception liées aux défaillances de mode commun." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2002. http://www.theses.fr/2002INPL042N.

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Abstract:

La conception de la sécurité du système de commande d'une machine entre dans le cadre général de la sûreté de fonctionnement et doit porter sur la tolérance, l'évitement et la prévision des fautes. Après avoir rappelé le contexte particulier de la sécurité des machines, diverses techniques sont données pour traiter ces différents aspects vis-à-vis des fautes indépendantes. On aborde ensuite des défaillances de mode commun inhérentes aux structures redondantes. Suite au rappel des principales définitions et du processus de "création" des défaillances de mode commun, une étude bibliographique recense les principales méthodes pour prendre en compte ces défaillances. Une attention particulière est portée à la modélisation des défaillances matérielles de mode commun. La comparaison de différents modèles conduit à retenir le facteur [beta] pour les applications en sécurité des machines. Les conditions d'utilisation de ce modèle sont données. Les différentes architectures classiquement utilisées pour assurer la Sûreté de Fonctionnement d'un système de commande ont été analysées de façon qualitative (comportement prévisible en présence de défaillances) et quantitative (détennination de la probabilité de défaillance dangereuse PDF). L'influence du facteur [beta] et du taux de couverture des diagnostics sur la PDF a été étudiée pour l'architecture 1oo2D. Enfin, deux conditions de mise en œuvre d'une architecture hétérogène de type 1oo2 ont été étudiées: synchronisation des deux canaux et développement d'un comparateur. Les travaux menés font apparaître l'incapacité des modèles existants à représenter de façon satisfaisante les défaillances de mode commun de deux canaux hétérogènes. Ils montrent aussi les limites de la quantification par le calcul de la PDF, dues aux difficultés à évaluer précisément les taux de défaillances des composants, les taux de couverture des tests de diagnostic ou encore le facteur [beta].

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Bouibed, Kamel. "Contribution à la gestion de défaillances d’un train de véhicules électriques légers autonomes." Thesis, Lille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LIL10030/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse concerne la conception d'un système de supervision appliqué aux véhicules tout électriques autonomes à quatre roues motrices. Deux méthodes de surveillance à base de modèle sont développées en utilisant le modèle non linéaire du véhicule électrique: La première est basée sur La technique de multi observateurs pour détecter et isoler les défauts. La deuxième approche est la génération des relations de redondance analytique non linéaires (espace de parité non linéaire). En plus de la génération des résidus par la méthode de l'espace de parité, des observateurs différentiels à modes glissants sont intégrés pour l'estimation des dérivées successives des entrées et des sorties. Pour réaliser un train de trois véhicules, une commande longitudinale (commande de l'inter-distance) basée sur la mesure de l'écart inter véhiculaire est développée. La commande latérale est basée sur un suivi de trajectoire de référence qu'on impose pour tous les véhicules. Une commande de braquage est alors calculée en fonction de la différence entre la trajectoire mesurée et celle désirée. Enfin, quelques stratégies de reconfiguration sont développées pour le train de véhicules. Le principe de la reconfiguration est le choix de la stratégie à adopter pour le train de véhicules en fonction de type de défaut détecté This work concerns the design of a supervision system applied to autonomous electric vehicle. Two based model monitoring methods are developed using the nonlinear model of electric vehicle: The first is based on multiple observers to detect and to isolate faults. The second approach is the generation of nonlinear analytical redundancy relations (nonlinear parity space). In addition to the generation of residuals by the method of parity space, differential sliding mode observers are integrated to estimate the successive derivatives of inputs and outputs. To make a train of three vehicles, a longitudinal control (control of the safety space) based on measuring the distance between vehicles is developed. The lateral control is based on a reference path tracking imposed for all vehicles. A steering command is then calculated based on the difference between the measured and the desired trajectory. Finally, some strategies are developed for the reconfiguration of the train of vehicles. The principle of the reconfiguration is the choice of strategy for the train of vehicles according to kind of detected fault

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Ginzarly, Riham. "Contribution à la modélisation et au pronostic des défaillances d'une machine synchrone à aimants permanents." Thesis, Normandie, 2019. http://www.theses.fr/2019NORMR038/document.

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Abstract:

L’objectif de ce travail est d’élaborer un modèle performant/précis de la machine électrique permettant de proposer une technique de pronostic. Dans cette thèse, nous commençons par un état de l’art sur les véhicules électriques hybrides (VHE), les différents types de machines électriques utilisées dans les VHE ainsi que les différents types de défauts pouvant survenir dans ces machines électriques. Nous identifions également les indicateurs de défauts appropriés aux différents défauts considérés. Ensuite, une synthèse de techniques de pronostic pouvant être appliquées est proposée. Le modèle à éléments finis électromagnétiques, thermiques et vibratoires (FEM) de la machine à aimants permanents est présenté. Le modèle est élaboré en fonctionnement normal et défaillant. Les types de défauts considérés sont : démagnétisation, court-circuit et excentricité. Une comparaison entre les deux approches analytique et FEM (méthode numérique) pour la modélisation de machines électromagnétiques est effectuée. Les indicateurs de défauts analysés pour l’extraction les plus pertinents utilisent les différents signaux mesurées suivants : le couple, la température ainsi que les signaux vibratoires en états sains et défectueux. L’approche de pronostic adoptée qui est le modèle de Markov caché (HMM) est développée. L'aspect technique de la méthode est présenté et le module du pronostic est formulé. La méthode de HMM est utilisée pour détecter et localiser les défauts à petites amplitudes. Une stratégie systématique a été développée. Le vieillissement de l’équipement de la machine, en particulier des éléments sensibles comme la bobine de stator et l’aimant permanent, est une question très importante pour le calcul du RUL (Remaining Useful Life). Une stratégie d’estimation pour le calcul RUL est présentée et discutée. La configuration en boucle fermée est très importante. Elle est adoptée par tous les systèmes de véhicules disponibles. Par conséquent, les mêmes étapes mentionnées précédemment s'appliquent également à une configuration en boucle fermée. Un modèle global où l’entrée du FEM de la machine provient de l’onduleur modélisé est élaboré The core of the work is to build an accurate model of the electrical machine where the prognostic technique is applied. In this thesis we started by a literature review on hybrid electric vehicles (HEV), the different types of electrical machine used in HEV’s and the different types of faults that may occur in those electrical machine. We also identify the useful monitoring parameters that are beneficial for those different types of faults. Then, a survey is presented where all the prognostic techniques that can be applied on this application are enumerated. The electromagnetic, thermal and vibration finite element model (FEM) of the permanent magnet machine is presented. The model is built at healthy operation and when a fault is integrated. The considered types of faults are:demagnetization, turn to turn short circuit and eccentricity. A confrontation between analytical and FEM (numerical method) for electromagnetic machine modeling is illustrated. Fault indicators where useful measured parameters forfault identification are recognized and useful features from the measured parameters are extracted; torque, temperature and vibration signal are elaborated for healthy and faulty states. The strategy of the adopted prognostic approach which is Hidden Markov Model (HMM) is explained. The technical aspect of the method is presented and the prognostic model is formulated. HMM is applied to detect and localize small scale fault small scale faults were where a systematic strategy is developed. The aging of the machine’s equipment,specially the sensitive ones that are the stator coil’s and the permanent magnet, is a very important matter for RUL calculation. An estimation strategy for RUL calculation is presented and discussed for those mentioned machine’s components. Closed loop configuration is very important; it is adopted by all available vehicle systems. Hence, the same previously mentioned steps are applied for a closed loop configuration too. A global model where the input of the machine’s FEM comes from the modeled inverter is built

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Guekie, Simo Aubin Thibaut. "Effets de la variation spatiale et temporelle des propriétés des terrains sur les défaillances des réseaux enterrés." Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14679/document.

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Abstract:

Les interactions entre la nappe phréatique peu profonde et les réseaux d’assainissement sont en général très complexes. Dans le but d’étudier l’impact des variations du niveau de la nappe phréatique sur les dégradations des conduites, un modèle hydrogéologique numérique tridimensionnel (3D) de la nappe phréatique ayant un aquifère multicouche au sein d’une zone de 83 km2 de l’agglomération bordelaise (Mérignac, Pessac, Talence) a été développé, calibré et validé. Pour ce faire, un modèle conceptuel de cet aquifère multicouche a dans un premier temps été défini sur la base des descriptions lithostratigraphiques des forages. Puis un travail géostatistique a été entrepris pour construire les limites des formations géologiques et les cartes piézométriques issues de campagnes de mesures de hauteurs d’eau de la nappe phréatique. Nous avons par la suite développé une méthodologie originale de transformation de l’information lithologique au droit des sondages en perméabilités, puis en champs de perméabilités en utilisant des méthodes géostatistiques. Dans un second temps, les conditions hydrogéologiques ont été simulées en utilisant le logiciel Visual Modflow ©. Les paramètres hydrogéologiques ont été calibrés manuellement et automatiquement sur la base des niveaux d’eau mesurés lors des campagnes de juillet 2010, octobre 2010 et mars 2011. La validation du modèle qui s’est effectuée en simulant les cotes piézométriques au pas mi-décadaire allant de juin 1993 à mai 2012 montre que les chroniques piézométriques observées sur les 35 piézomètres du domaine étudié sont correctement restituées et la dynamique de la nappe phréatique est reproduite. Dans un dernier temps, les distributions spatiales et temporelles des cotes piézométriques simulées ont permis d’identifier les zones d’ennoiement des réseaux d’assainissements en comparant les cotes piézométriques aux cotes des réseaux. Ces zones d’ennoiement ont été comparées aux principaux secteurs de casses de canalisations. Les secteurs de casses de canalisations sont localisés dans les zones à faible probabilité d’ennoiement des conduites. L’environnement naturel hydrogéologique pris comme paramètre isolé ne constitue donc pas un facteur explicatif au phénomène de casses des canalisations The interactions between shallow groundwater and sewer network are generally complex. The aim of this research is to study the impact of the water table level variation on the damages of the buried pipes. For this purpose, a three-dimensional (3D) numerical groundwater flow model of the shallow multi-aquifer of the Bordeaux urban area, within a 83 km2 area (Mérignac, Pessac, Talence), is developed, calibrated and validated. In order to do this, in a first step, a conceptual model was built based on stratigraphic descriptions of the boreholes. A geostastistical study was carried out to build the limits of the geological layers and the piezometrical maps from the measurement campaigns of water table levels. Then, an original methodology to transform the description of lithological units to local hydraulic conductivity values is proposed and the reconstruction of hydraulic conductivity fields at the urban scale was performed based on geostatistical methods. In a second step, hydrogeological conditions were simulated using the finite-difference groundwater flow model MODFLOW-2005 (Visual Modflow ©). The hydrogeological parameters were then calibrated manually and automatically based on water table elevation data measured in July 2010, October 2010 and March 2010. The model validation covered 6890 days, from June 1993 to may 2012. The results showed that the simulated heads are quite accurate and reproduce the main dynamics of the system at 35 piezometers. The spatial and temporal distribution of the heads of the piezometers simulated permitted to identify the flooding zones of the sewer network by comparing the piezometric head with the altitude of the networks. The sectors where the pipes are damaged were localized in the zone wherein there is low probability of flooding. Additionally, the natural hydrologic environment, taken as a sole factor, cannot explain the pipe breakage phenomena

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Perisse, Frédéric. "Etude et analyse des modes de défaillances des condensateurs électrolytiques à l'aluminium et des thyristors : appliquées au système de protection du LHC (Large Hadron Collider)." Lyon 1, 2003. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00268354.

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Abstract:

Le travail présenté porte sur l'étude et l'analyse des modes de défaillance des condensateurs électrolytiques à l'aluminium ainsi que sur les thyristors. Les composants étudiés sont des éléments principaux du système de protection des aimants supraconducteurs du LHC dont la fiabilité revêt est un aspect primordial. L'étude du vieillissement des condensateurs électrolytiques à l'aluminium à montré que leur fiabilité est fortement liée à leur caractéristique technologique. L'évolution de leur principal indicateur de vieillissement (ESR) peut être modélisée selon différente loi plus ou moins pessimiste choisis selon le mode d'utilisation de ceux-ci. Il apparaît que la prédiction de défaillance de ces composants autre que celle due à l'usure ne peut être que statistique compte tenu des nombreuses causes de défaillance entraînant divers modes de défaillance. Afin de pouvoir évaluer l'influence du vieillissement des condensateurs électrolytique à l'aluminium sur un système, des modèles simples prenant en compte ce paramètre ainsi que la température effective du composant sont proposés. Une précision acceptable compte tenu de la simplicité des modèles est obtenue. L'étude des thyristors à montré que ces composants ont peu de dérive de paramètres en vieillissement statique, par contre de nombreuses défaillances par court-circuit ont été observées. Ces défaillances ont toujours une origine locale due à des défauts du composant. La tenue en tension dépend fortement de la qualité du thyristor ainsi que de la technologie employée.

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Bluteau, Hélène. "Contribution à l'amélioration de la qualité des mesures sur les machines à mesurer tridimensionnelles : surveillance, diagnostic et correction des défaillances." Cachan, Ecole normale supérieure, 1999. http://www.theses.fr/1999DENS0007.

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Abstract:

Les travaux présentés dans ce mémoire sont centrés sur l'amélioration de la qualité des mesures réalisées sur machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) en milieu industriel. En particulier nous nous intéressons au diagnostic et à la correction des défaillances de la chaine de mesure. Dans un premier temps, nous proposons un travail d'expertise des savoir-faire des utilisateurs sous la forme d'une analyse des modes de défaillance et de leur criticité (amdec) des maillons de la chaine de mesure, ainsi qu'une analyse d'un ensemble de procédures qualité industrielles usuelles. Une étude bibliographique des solutions présentées dans la littérature complète l'expertise menée. Suite à ces travaux, nous avons défini la structure et les fonctionnalités d'un superviseur de MMT adapté aux contraintes d'utilisation des MMT en milieu industriel. Nous proposons des indicateurs qualité, ainsi que des procédures adaptées pour leur évaluation. Le superviseur, enrichi avec les indicateurs et procédures expérimentés doit mener a la maitrise de la qualité des mesures réalisées sur MMT. Les indicateurs de qualité calculés et suivis pour la supervision, offrent des perspectives en vue de l'évaluation des incertitudes sur les mesures.

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Taleb, Rabih. "Enrichissement d’une classification supervisée par l’ajout d’attributs issus d’observateurs d’état : application au diagnostic de défaillances d’un siège d’avion robotisé." Thesis, Paris 8, 2017. http://www.theses.fr/2017PA080085/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse s’inscrit dans le cadre d’une Convention Industrielle de Formation par la REcherche (CIFRE) ayant pour objectif la mise en place de solutions innovantes pour le diagnostic de défaillances. Il s’agit de répondre au besoin de la société Zodiac Actuation Systems afin de diagnostiquer les défaillances pouvant survenir sur leurs systèmes d’actionnement de sièges d’avion. Premièrement, le cadre ainsi que les motivations de l’étude sont exposés. Ensuite un état de l’art sur les méthodes de diagnostic de défaillances est donné. Puis la problématique de l’hybridation de ces méthodes est abordée. Ceci a permis d’adopter la méthode de classification supervisée pour le diagnostic. Ensuite, les campagnes de mesures, le processus de construction des bases de données ainsi que les différents algorithmes nécessaires pour la classification sont présentés. Une expérimentation sur la partie du dossier d’un siège d’avion est exposée et les résultats sont donnés. Afin d’améliorer les résultats obtenus, une approche de classification renforcée par des observateurs d’état est proposée et appliquée sur le dossier du siège. Ce renforcement est réalisé à l’aide des données estimées par les observateurs tout en construisant des bases de données augmentées. Trois types d’observateurs, linéaire, Takagi-Sugeno (TS) et TS à entrées inconnues (TSEI) sont employés. L’observateur TSEI apparait comme le mieux adapté à notre application. Finalement, une extension de l'approche proposée sur l’ensemble du siège d’avion est proposée. Celle-ci consiste en la mise en œuvre d’observateurs décentralisés TSEI pour chaque sous-ensemble du siège en tenant compte de leurs interconnexions. Ces derniers ont permis d’améliorer les résultats de détection de défaillances sur l’ensemble du siège d’avion This study was supported by Zodiac Actuation Systems within the framework of a ``CIFRE'' project which aims to design a Fault Detection and Diagnosis (FDD) approach for actuation systems of passengers seats in commercial aircrafts. First of all, the industrial context as well as the motivations of our project have been explained. Then, a state of the art on FDD methods is presented. Among them, hybridization of FDD methods can be found and seems interesting to our application. In a first step, the supervised classification method for the FDD has been considered. To do this, the process measurements and the concept of databases construction are presented. Then, different types of classification algorithms are explained. From experimental measurements, the classification results for FDD purpose on the recline of the seat are given. In a second step, an enhanced classification approach is proposed. It consists in estimating non-measurable variables by the state observers. These variables are then added, as estimated attributes, to the measured database. The aim is to enrich the knowledge used by the classifier and thus to improve the rate of FDD. Three types of state observers are considered: linear, then Takagi-Sugeno (TS) and Unknown Input Takagi-Sugeno (UITS) observers. It appears that the UITS observer-based results are more accurate for our application. Finally, the proposed FDD approach is extended to the hole of the seat by considering a decentralized approach. In this context, decentralized UITS are proposed for each segment of the seat by taking into account their interconnexions. It is shown that these decentralized observers improve the FDD results of the considered aircraft seat

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Rebaï, Mohamed Mehdi. "Analyse des circuits intégrés par laser en mode sonde." Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0362/document.

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Abstract:

Les travaux de recherche présentés dans ce manuscrit de thèse ont pour principal objectif d’aider à comprendre les différents mécanismes et phénomènes qui interviennent lors de l’interaction d’un laser avec un semiconducteur dans une analyse de circuits intégrés submicroniques. Le but étant de maitriser et améliorer les techniques d’analyse par laser en mode sonde. La miniaturisation et la densification des composants électroniques fait que les techniques d’analyse par laser atteignent leurs limites. Connaitre l’impact des différents paramètres physiques, optiques et électriques sur une analyse sonde est un facteur clé pour pouvoir améliorer la compréhension des signaux sonde mesuré. Ces travaux montrent également l’effet non négligeable de la température sur les techniques d’analyse par laser en mode sonde The main objective of the presented research work in this PhD thesis is to help to understand the different mechanisms and phenomena involved in the interaction of a laser with a semiconductor in the analysis of a submicron integrated circuit. The aim is to master and improve the Electro Optical Probing techniques. Miniaturization and densification of electronic components lead the failure analysis techniques using Laser to their limits. Knowing the impact of different physical, optical and electrical parameters on a probing analysis is a key to improve the understanding the measured EOP signals. These studies also show the significant effect of temperature on the EOP techniques

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Ben, Jabeur Sami. "Statut de la faillite en théorie financière : approches théoriques et validations empiriques dans le contexte français." Phd thesis, Toulon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00759632.

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Abstract:

Dans la conjoncture économique actuelle un nombre croissant de firmes se trouvent confrontées à des difficultés économiques et financières qui peuvent, dans certains cas, conduire à la faillite. En principe, les difficultés ne surviennent pas brutalement, en effet, avant qu'une entreprise soit déclarée en faillite, elle est confrontée à des difficultés financières de gravité croissante : défaut de paiement d'une dette, insolvabilité temporaire, pénurie de liquidité, etc. L'identification des causes de la défaillance n'est pas évidente, puisqu'on ne saurait énumérer de manière limitative les facteurs qui la provoquent. Les causes sont multiples et leur cumul compromet d'autant plus la survie de l'entreprise. L'importance de ce phénomène et son impact sur l'ensemble de l'économie justifie le besoin de le comprendre, l'expliquer en analysant les causes et les origines. L'objectif de notre étude est de classer les entreprises en difficulté selon leur degré de viabilité et de comprendre les causes de la dégradation de leur situation. Nous effectuerons une comparaison entre trois modèles (Analyse discriminante linéaire, le modèle Logit et la régression PLS) ce qui nous permettra à partir des taux de bon classement obtenus, de choisir le meilleur modèle tout en précisant l'origine et les causes de ces défaillances.

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Toumi, Sana. "Contribution à la commande résiliente aux défaillances des convertisseurs statiques et à la démagnétisation de la génératrice synchrone à aimants permanents d'une hydrolienne." Thesis, Brest, 2017. http://www.theses.fr/2017BRES0120/document.

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Abstract:

De nos jours, l’exploitation des énergies renouvelables afin de générer de l’électricité est en croissance soutenue puisqu’elles sont à ressource illimitée, gratuites et ne provoquent pas de déchets ou d’émissions polluantes. Dans cette thèse, on se propose d’étudier l’un de ces types d’énergie à savoir l’énergie issue des courants marins. Il s’agit plus particulièrement de s’intéresser à la commande tolérante aux défauts des systèmes de récupération de l’énergie des courants marins. Le potentiel de la production d'électricité à partir des courants marins est estimé à une production de 100 GW dans le monde. Cependant, ces chaînes de conversion d’énergie sont exposées et soumises à des contraintes fonctionnelles et environnementales importantes et sévères. Ces contraintes favorisent inévitablement la dégradation des performances des différents blocs fonctionnels de ces systèmes et l’accélération de leur processus de vieillissement, conduisant ainsi à l’apparition des défauts d’origines mécaniques et/ou électriques. Ainsi, la mise en place des techniques de commande tolérantes aux défauts de ces systèmes permettra d’améliorer la fiabilité, les performances et réduire les coûts relatifs au fonctionnement en mode dégradé et aux opérations de maintenance. Le but des travaux de cette thèse est l’étude, la modélisation et la simulation d’une chaîne de conversion hydrolienne à vitesse variable dans le cas sain et le cas d’un défaut (soit au niveau de la machine synchrone à aimants permanents (défaut de la désaimantation) ou au niveau du convertisseur statique (défaut d’un circuit ouvert d’un interrupteur). Il s’agira donc d’étudier les différentes commandes tolérantes aux défauts utilisées en cas d’un défaut au niveau de la génératrice ou au niveau de l’électronique de puissance associée Nowadays, the exploitation of renewable energies in order to generate electricity is growing steadily because they are unlimited resources, free and don’t cause waste or polluting emissions. In this context, it is proposed to study one of these types of energy, which is marine currents energy. In particular, we are interested in fault-tolerant control of tidal turbines. The potential for power generation from marine currents is estimated at 100GW in the world. However, tidal turbines are submitted to severe operational and environmental constraints. These constraints inevitably will lead to these systems performance degradation and the acceleration of their aging process, thus leading to the occurrence of mechanical and/or electrical faults. The implementation of fault-tolerant control techniques will improve the tidal turbines reliability, performance, and reduce costs relating to maintenance operations. The aim of this thesis is to study, model, and simulate a tidal turbine system in healthy and faulty conditions (either in the converter (switch open circuit) or in the permanent magnet synchronous generator (magnet failure). Various fault-tolerant control approaches are therefore evaluated and compared under these specific failure It will therefore be necessary to study the various fault-tolerant controls used in the event of a fault in the generator or in the associated power electronics

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Xu, Changyi. "Operational dependability model generation." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEI129.

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Abstract:

L'objectif à long terme des ingénieurs et des chercheurs est d'évaluer la fiabilité des systèmes industriels complexes. Les évaluations de la sécurité fondées sur des modèles effectuées ces dernières années, en particulier les études d'analyse structurelle et de modélisation des composants, fournissent des méthodes pratiques d'évaluation de la fiabilité,Toutefois, l'absence d'un cadre permettant d'évaluer simultanément la structure et les comportements des différents éléments d'un modèle unifié n'a pas permis d'obtenir d'excellentes évaluations. En outre, les opérations du système n'étant pas pris en compte dans le modèle, il n'est pas possible d'évaluer la qualité et la quantité du service en termes de fiabilité du opérations. Cette invention concerne un procédé de génération de modèle formalisé qui permet d 'évaluer la fiabilité du fonctionnement du système en tenant compte de sa structure, de ses divers comportements et de ses opérations. La composition du modèle de composant est introduite pour générer un modèle global du système. Afin de tenir pleinement compte de la structure du système, l 'état total de défaillance du système est déterminé sur la base de l' expression de défaillance obtenue. Sur le plan qualitatif, la fiabilité opérationnelle est encore renforcée par l'application des spécifications de trajectoire.Et, Sur le plan quantitif, il est renforcée par la mise au point d'une technique d'évaluation des coûts appelée arbre de calcul de capacité. Enfin, l'exemple d'un système industriel illustre l'énorme potentiel qu'offre l'étude pour garantir la fiabilité des services fournis par les systèmes industriels complexes Assessing complex industrial systems to be on dependable service is what the engineers and researchers have long been aiming for. Recent advanced researches in the Model-based safety assessment, especially the Structre Analysis and Component Modeling, provide the practicable methodologies to assess the dependability, yet a lack of the framework which is able to assess both the structure and the various behaviors of the components in one uniformed model retains them to achieve the excellent assessment. Moreover, as the system’s operations are not considerable in the models, the service in the aspect of operational dependability is not able to be assessed both in quality and in quantity. Although several existing assessment tools have already show their potential to model the various behaviors in the form of n-state models or consider the operations as repair priority to be event sequence in the model, fusing ‘structure’, ‘various behaviors’ and ‘operations’ is still a challenge, highlighting a need for one viable framework that bridge the gap among them both by quality or quantity. In this research, a formal model generation approach is studied to bridge this gap, which is able to assess the system operatinal dependability by considering the system structure, various behaviors, and operations. Here, the composition of the component models is introduced in order to generate a global model of the system, the total breakdown states are identified according to the resulted failure expression for the purpose to fully consider the system’s structure, and the operational dependability is further realized by quality by applying the trajectory specifications, while by quantity by developing a cost evaluating technology termed Capacity Calculation Fault Tree. In the end, a demonstration of a miniplant system illustrates the wide potential of this research for guaranteeing the dependable service of complex industrial systems

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Roucou, Romuald. "Analyse expérimentale et numérique des défaillances mécaniques locales induites dans les interconnexions par les tests paramétriques et les assemblages : optimisation des procédés et des architectures des plots de connexion." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00669635.

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Abstract:

La diminution des dimensions critiques dans l'industrie du semi-conducteur requiert l'utilisation de nouveaux matériaux fragiles qui dégradent la résistance mécanique des puces. On s'intéresse plus particulièrement aux étapes précédant la mise en boîtier, à savoir les tests paramétriques qui permettent de vérifier la fonctionnalité électrique de la puce, et les assemblages tels la connexion filaire qui ont pour but d'établir les connexions avec le boîtier. Durant ces opérations, des défaillances mécaniques sont observées dans les interconnexions situées sous le pad. Des techniques expérimentales (par ex : FIB/MEB) sont mises en œuvre une fois les tests ou les assemblages avec des fils d'or et de cuivre réalisés afin de mieux comprendre les raisons d'apparition de ces défaillances ainsi que leur localisation. Des plans d'expériences sont mis en place pour évaluer l'influence des divers paramètres de tests et d'assemblage et également celle des architectures de pad. En parallèle, une nouvelle méthode d'analyse basée sur la nanoindentation est utilisée pour comparer la robustesse mécanique de divers plots de connexion. D'autre part, plusieurs modèles éléments finis complexes, prenant en compte la gestion du contact entre la pointe de test et le pad ainsi que les effets inertiels associés, sont développés dans le but de reproduire les conditions de chargement sur les pads. Finalement, un ensemble d'outils adaptés à l'étude et l'optimisation des architectures de pad, dans une optique industrielle, est présenté de même que des règles de dessin permettant d'accompagner le développement technologique.

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Kaisergruber, Isabelle. "Contributions à l'élaboration d'un modèle de prise de décision pour la validation de mesures analogiques." Paris 11, 1985. http://www.theses.fr/1985PA112028.

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Abstract:

Dans le cadre d’études entreprises sur la validité des mesures analogiques intervenant dans la conduite des centrales électrogènes, notamment nucléaires, la présente thèse vise l’établissement d’un modèle de prise de décision définissant l’indice de vraisemblance de telles mesures obtenues à partir d’un système de validation préalablement sélectionné. En premier lieu, il est proposé de retenir un système constitué de chaînes de mesurage redondantes dans lequel le calcul de mesures est fondé sur la cohérence des mesures entre elles et le vote logique. Il assure une régression « géométrique » des taux de risques d’erreurs des chaines ainsi associées et des mesures ainsi générées. Ceci sauf panne de mode commun significativement réductible par la mise en œuvre d’une chaîne analytique. Ce système permet aussi dans de bonnes conditions le repérage de voies défaillantes. En second lieu, une équation est proposée pour calculer l’indice de vraisemblance de mesures prenant en compte les caractéristiques propres aux chaines constituant le système quant à leurs risques d’erreurs, et le type de vote, unanime ou majoritaire, ayant généré chaque mesure.

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Li, Ling. "Sequential Design of Experiments to Estimate a Probability of Failure." Phd thesis, Supélec, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00765457.

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Abstract:

This thesis deals with the problem of estimating the probability of failure of a system from computer simulations. When only an expensive-to-simulate model of the system is available, the budget for simulations is usually severely limited, which is incompatible with the use of classical Monte Carlo methods. In fact, estimating a small probability of failure with very few simulations, as required in some complex industrial problems, is a particularly difficult topic. A classical approach consists in replacing the expensive-to-simulate model with a surrogate model that will use little computer resources. Using such a surrogate model, two operations can be achieved. The first operation consists in choosing a number, as small as possible, of simulations to learn the regions in the parameter space of the system that will lead to a failure of the system. The second operation is about constructing good estimators of the probability of failure. The contributions in this thesis consist of two parts. First, we derive SUR (stepwise uncertainty reduction) strategies from a Bayesian-theoretic formulation of the problem of estimating a probability of failure. Second, we propose a new algorithm, called Bayesian Subset Simulation, that takes the best from the Subset Simulation algorithm and from sequential Bayesian methods based on Gaussian process modeling. The new strategies are supported by numerical results from several benchmark examples in reliability analysis. The methods proposed show good performances compared to methods of the literature.

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Nguyen, Huu Du. "System Reliability : Inference for Common Cause Failure Model in Contexts of Missing Information." Thesis, Lorient, 2019. http://www.theses.fr/2019LORIS530.

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Abstract:

Le bon fonctionnement de l’ensemble d’un système industriel est parfois fortement dépendant de la fiabilité de certains éléments qui le composent. Une défaillance de l’un de ces éléments peut conduire à une défaillance totale du système avec des conséquences qui peuvent être catastrophiques en particulier dans le secteur de l’industrie nucléaire ou dans le secteur de l’industrie aéronautique. Pour réduire ce risque de panne catastrophique, une stratégie consiste à dupliquer les éléments sensibles dans le dispositif. Ainsi, si l’un de ces éléments tombe en panne, un autre pourra prendre le relais et le bon fonctionnement du système pourra être maintenu. Cependant, on observe couramment des situations qui conduisent à des défaillances simultanées d’éléments du système : on parle de défaillance de cause commune. Analyser, modéliser, prédire ce type d’événement revêt donc une importance capitale et sont l’objet des travaux présentés dans cette thèse. Il existe de nombreux modèles pour les défaillances de cause commune. Des méthodes d’inférence pour étudier les paramètres de ces modèles ont été proposées. Dans cette thèse, nous considérons la situation où l’inférence est menée sur la base de données manquantes. Nous étudions en particulier le modèle BFR (Binomial Failure Rate) et la méthode des facteurs alpha. En particulier, une approche bayésienne est développée en s’appuyant sur des techniques algorithmiques (Metropolis, IBF). Dans le domaine du nucléaire, les données de défaillances sont peu abondantes et des techniques particulières d’extrapolations de données doivent être mis en oeuvre pour augmenter l’information. Nous proposons dans le cadre de ces stratégies, des techniques de prédiction des défaillances de cause commune. L’actualité récente a mis en évidence l’importance de la fiabilité des systèmes redondants et nous espérons que nos travaux contribueront à une meilleure compréhension et prédiction des risques de catastrophes majeures The effective operation of an entire industrial system is sometimes strongly dependent on the reliability of its components. A failure of one of these components can lead to the failure of the system with consequences that can be catastrophic, especially in the nuclear industry or in the aeronautics industry. To reduce this risk of catastrophic failures, a redundancy policy, consisting in duplicating the sensitive components in the system, is often applied. When one of these components fails, another will take over and the normal operation of the system can be maintained. However, some situations that lead to simultaneous failures of components in the system could be observed. They are called common cause failure (CCF). Analyzing, modeling, and predicting this type of failure event are therefore an important issue and are the subject of the work presented in this thesis. We investigate several methods to deal with the statistical analysis of CCF events. Different algorithms to estimate the parameters of the models and to make predictive inference based on various type of missing data are proposed. We treat confounded data using a BFR (Binomial Failure Rare) model. An EM algorithm is developed to obtain the maximum likelihood estimates (MLE) for the parameters of the model. We introduce the modified-Beta distribution to develop a Bayesian approach. The alpha-factors model is considered to analyze uncertainties in CCF. We suggest a new formalism to describe uncertainty and consider Dirichlet distributions (nested, grouped) to make a Bayesian analysis. Recording of CCF cause data leads to incomplete contingency table. For a Bayesian analysis of this type of tables, we propose an algorithm relying on inverse Bayes formula (IBF) and Metropolis-Hasting algorithm. We compare our results with those obtained with the alpha- decomposition method, a recent method proposed in the literature. Prediction of catastrophic event is addressed and mapping strategies are described to suggest upper bounds of prediction intervals with pivotal method and Bayesian techniques. Recent events have highlighted the importance of reliability redundant systems and we hope that our work will contribute to a better understanding and prediction of the risks of major CCF events

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Audrain, Mickaël. "Modélisation des phases précoces de la maladie d’Alzheimer par transfert de gènes." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2016. http://www.theses.fr/2016USPCB010/document.

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Abstract:

L’évaluation de biomarqueurs et de thérapies innovantes pour la maladie d’Alzheimer (MA) souffre de la mauvaise compréhension des phases initiales de la maladie mais également du manque de modèles animaux pertinents et proches de la physiopathologie humaine. La majorité des modèles rongeurs disponibles reproduisent en seulement quelques mois les lésions classiques de la MA telles que les plaques amyloïdes et les dégénérescences neurofibrillaires (DNF), alors que leur apparition prend des années chez l’Homme. L’objectif de mon travail de doctorat a été de développer une nouvelle stratégie de modélisation des phases précoces de la MA sans surexpression majeure de transgène. Pour cela, nous avons utilisé le co-transfert des gènes humains APPSL et PS1M146L à l’aide de vecteurs viraux dans l’hippocampe de souris et de rats de 8 semaines. Nous avons caractérisé ces modèles et montré une production de peptides, comme le betaCTF ou l’abeta?42 issus du clivage de l’APP, similaire à ce que l’on observe dans l’hippocampe de patients atteints de la MA. Nous avons également montré une hyperphosphorylation de Tau et une défaillance synaptique caractérisée par une diminution des niveaux de PSD-95 et GLT-1 ainsi que par une augmentation du courant tonique glutamatergique. Ces modifications ont enfin été associées à des défauts comportementaux. Mes résultats suggèrent que de nombreux évènements apparaissent bien avant la formation des plaques amyloïdes ou des DNFs et conduisent à une perturbation de la synapse et à l’apparition précoce de défauts comportementaux. Nous disposons donc d’outils relevants quant à la compréhension des premiers stades de la MA qui permettront à la fois de tester de nouveaux composés médicaments sur ces modèles à large fenêtre thérapeutique, et de découvrir de nouveaux biomarqueurs précoces dans le plasma et le liquide cérébro-spinal Evaluation of biomarkers and new innovative therapies for Alzheimer's disease (AD) suffers from a misunderstanding of early phases and lack of appropriate animal models close to the human physiopathology. Most available rodent models reproduce hallmarks of AD such as amyloid plaques and neurofibrillary tangles in a few months, while it takes many years to be achieved in human. My PhD work consisted to develop a new modelling strategy of AD early phases without major overexpression of transgenes. To do so, we used gene transfer of human APPSL and PS1M146L using viral vectors injection in the hippocampus of 8 weeks old mice and rats. We characterized these models and showed peptides production, such as betaCTF and abeta42 from APP processing, similar to what is observed in AD patients hippocampi. We also highlighted a hyperphosphorylation of Tau followed by a synaptic failure characterized by a decrease of PSD-95 and GLT-1 levels and by an increase of the tonic current mediated by glutamate. These changes have been finally associated with behavioral deficits. My results suggest that many events appear well before the formation of amyloid plaques or tangles and lead to the disruption of the synapse and the early onset of behavioral defects. Thus, we now have relevant tools to understand the early stages of AD, which will allow us to test new drug compounds on these models with a wide therapeutic window and discover new early biomarkers in plasma and cerebrospinal fluid

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Sivadasan, Ajith. "Conception et simulation des circuits numériques en 28nm FDSOI pour la haute fiabilité." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAT118.

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Abstract:

La mise à l'échelle de la technologie CMOS classique augmente les performances des circuits numériques grâce à la possibilité d'incorporation de composants de circuit supplémentaires dans la même zone de silicium. La technologie FDSOI 28nm de ST Microélectroniques est une stratégie d'échelle innovante qui maintient une structure de transistor planaire et donc une meilleure performance sans augmentation des coûts de fabrication de puces pour les applications basse tension. Il est important de s'assurer que l'augmentation des fonctionnalités et des performances ne se fasse pas au détriment de la fiabilité réduite, ce qui est assuré en répondant aux exigences des normes internationales ISO26262 pour les applications critiques dans les environnements automobile et industriel. Les entreprises de semi-conducteurs, pour se conformer à ces normes, doivent donc présenter des capacités d'estimation de la fiabilité au stade de la conception du circuit, qui est pour l'instant évaluer qu'après la fabrication d'un circuit numérique. Ce travail se concentre sur le vieillissement des standard cell et des circuits numériques avec le temps sous l'influence du mécanisme de dégradation du NBTI pour une large gamme de variations de processus, de tension et de température (PVT) et la compensation de vieillissement avec l'application de la tension à la face arrière (Body-Bias). L'un des principaux objectifs de cette thèse est la mise en place d'une infrastructure d'analyse de fiabilité composée d'outils logiciels et d'un modèle de vieillissement dans un cadre industriel d'estimation du taux de défaillance des circuits numériques au stade de la conception des circuits développés en technologie ST 28nm FDSOI Scaling of classical CMOS technology provides an increase in performance of digital circuits owing to the possibility of incorporation of additional circuit components within the same silicon area. 28nm FDSOI technology from ST Microelectronics is an innovative scaling strategy maintaining a planar transistor structure and thus provide better performance with no increase in silicon chip fabrication costs for low power applications. It is important to ensure that the increased functionality and performance is not at the expense of decreased reliability, which can be ensured by meeting the requirements of international standards like ISO26262 for critical applications in the automotive and industrial settings. Semiconductor companies, to conform to these standards, are thus required to exhibit the capabilities for reliability estimation at the design conception stage most of which, currently, is done only after a digital circuit has been taped out. This work concentrates on Aging of standard cells and digital circuits with time under the influence of NBTI degradation mechanism for a wide range of Process, Voltage and Temperature (PVT) variations and aging compensation using backbiasing. One of the principal aims of this thesis is the establishment of a reliability analysis infrastructure consisting of software tools and gate level aging model in an industrial framework for failure rate estimation of digital circuits at the design conception stage for circuits developed using ST 28nm FDSOI technology

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Tabarraei, Hamid Reza. "Essays on international financial spillovers and sovereign default risk." Paris, EHESS, 2014. http://www.theses.fr/2014EHES0001.

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Le but de cette thèse est de présenter des analyses théoriques et empiriques sur le mécanisme de transmission du risque souverain entre les pays. En particulier, j'analyse les effets de contagion de la crise de la dette européenne sur les économies émergentes et sur le système bancaire en Europe. La thèse comprend quatre chapitres dans lesquels les mécanismes de transmission sont analysés sous différents angles. Le chapitre 1 et le chapitre 2 présentent des modèles théoriques pour étudier le risque de contagion dû à la dette souveraine et le risque de défaut souverain sur la base de la littérature des « global games ». Le chapitre 3 analyse empiriquement le rôle des flux bancaires internationaux dans la propagation de la crise de la dette en Europe aux économies émergentes. Enfin, le chapitre 4 présente un modèle stochastique d'équilibre général dynamique (DSGE) pour examiner l'impact du risque de défaut souverain sur le système interbancaire et le rôle des banques en tant qu'intermédiaires financiers dans la transmission des chocs à l'économie réelle The goal of this thesis is to present theoretical and empirical investigations of mechanisms through which sovereign crises propagate across countries. In particular, I analyze the spillover effects of the European debt cri sis on emerging economies and on the banking system in Europe. The thesis includes four chapters in which the transmission mechanisms are analyzed from different angles. Chapter 1 and chapter \2 present theoretical models of sovereign contagion risk and sovereign default risk based on the literature of global games. Chapter 3 analyses empirically the role of international banking flows in propagating the Euro debt crisis t emerging economies. Finally, chapter 4 presents a dynamic stochastic general equilibrium mod (DSGE) to examine the impact of sovereign default risk on the banking system and the role of banks as financial intermediaries in transmitting shocks to the real economy

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Zhang, Peipei. "Diffuse response surface model based on advancing latin hypercube patterns for reliability-based design optimization of ultrahigh strength steel NC milling parameters." Compiègne, 2011. http://www.theses.fr/2011COMP1949.

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Abstract:

Puisque les incertitudes des paramètres de systèmes mécaniques entrainent la variabilité de la performance du produit, les systèmes optimisés sans prendre en compte les incertitudes peuvent présenter le risque de défaillance. L'optimisation fiabiliste (RBDO) focalise ainsi l'attention des ingénieurs et des chercheurs. Cependant, les méthodes habituelles de RBDO présentent un coût informatique excessif. Donc, afin d'améliorer l'efficacité informatique de la résolution de problèmes de RBDO, il est naturel de faire appel à des approches basées sur les surfaces de réponse (RSM). Dans ce travail, nous nous concentrons sur une Méthodologie de Surface de Réponse adaptée à la conception optimale dans le contexte fiabiliste. Nous proposons une variante de l'Approximation Diffuse, basée sur un modèle d'échantillonnage progressif et couplée à l'estimation de la fiabilité par FORM. La méthode proposée utilise simultanément des points dans l'espace normal standard U ainsi que dans l'espace physique X. Les deux réseaux forment un « plan d'expériences virtuel » défini par deux jeux de points dans les deux espaces de conception, qui sont évalués seulement quand nécessaire pour réduire au minimum le nombre d'évaluations « exactes » et ainsi diminuer le coût informatique. Dans chaque nouvelle itération, le pattern de points est mis à jour avec des points du design virtuel convenablement choisis afin d'effectuer l'approximation. Nous étendons ici l'idée d'Hypercube Latin (LHS) pour réutiliser au maximum des points précédemment calculés en ajoutant un nombre minimal de nouveaux points voisins à chaque étape, nécessaires pour l'approximation au voisinage du design actuel. Nous proposons des opérateurs de translation, de zoom avant et arrière, étendant ainsi le modèle LHS et le rendant récursif tout en contrôlant la qualité d'exploration de l'espace de conception et en maximisant le conditionnement de l'approximation. Dans la partie applicative de ce travail, nous examinons l'optimisation des paramètres du processus de fraisage à commande numérique (NC) de l'acier à haute limite élastique. Le succès de l'opération d'usinage dépend de la sélection des paramètres tels que le taux d'alimentation, la vitesse de coupe, les profondeurs axiales et radiales de coupe. Les contraintes d'optimisation sont exprimées comme des fonctions des indices de fiabilité calculés par FORM diffus Since variances in the input parameters of engineering systems cause subsequent variations in the product performance, and deterministic optimum designs that are obtained without taking uncertainties into consideration could lead to unreliable designs. Reliability-Based Design Optimization (RBDO) is getting a lot of attention recently. However, RBDO is computationally expensive. Therefore, the Response Surface Methodology (RSM) is often used to improve the computational efficiency in the solution of problems in RBDO. In this work, we focus on a Response Surface Methodology (RSM) adapted to the Reliability-Based Design Optimization (RBDO). The Diffuse Approximation (DA), a variant of the well-known Moving Least Squares (MLS) approximation based on a progressive sampling pattern is used within a variant of the First Order Reliability Method (FORM). The proposed method simultaneously uses points in the standard normal space (U-space) as well as the physical space (X-space). The two grids form a “virtual design of experiments” defined by two sets of points in the two design spaces, that are evaluated only when needed in order to minimize the number of ‘exact’ thus computationally expensive function evaluations. In each new iteration, the pattern of points is updated with points appropriately selected from the “virtual design of experiments”, in order to perform the approximation. As an original contribution, we introduce the concept of « advancing Latin Hypercube Sampling (LHS) » which extends the idea of Latin Hypercube Sampling (LHS) to maximally reuse previously computed points while adding a minimal number of new neighboring points at each step, necessary for the approximation in the vicinity of the current design. We propose panning, expanding and shrinking Latin hypercube patterns of sampling points and we analyze the influence of this specific kind of patterns on the quality of the approximation. Next we calculate the minimal number of data points required in order to get a well-conditioned approximation system. In the application part of this work, we investigate the optimization of the process parameters for Numerical Control (NC) milling of ultrahigh strength steel. The success of the machining operation depends on the selection of machining parameters such as the feed rate, cutting speed, and the axial and radial depths of cut. A variant of the First Order Reliability Method (FORM) is chosen to calculate the reliability index. The optimization constraints are expressed as functions of the computed reliability indices

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Rejeb, Olfa. "Proposition d’un cadre méthodologique pour le management de la continuité d’activité : application à la prise en charge à domicile." Thesis, Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux, 2013. http://www.theses.fr/2013EMAC0005/document.

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Abstract:

Dans le contexte actuel, les technologies d'information et de communication sont reconnues comme un élément inévitable pour améliorer les pratiques métiers. Dans le secteur de la prise en charge à domicile, par exemple, elles sont un élément déterminant dans la faisabilité d'un tel service au patient. Cependant, ces organisations évoluent dans un environnement très dynamique et incertain. Au regard de ces perturbations endogènes et exogènes auxquelles sont confrontées les organisations, elles se doivent de réagir de manière agile aux aléas et faire preuve de résilience. Le management de la continuité d'activité (MCA) est une approche de management des organisations qui répond à ces attentes. C'est dans ce contexte que se situent nos travaux de thèse cofinancés par la région Midi-Pyrénées. Notre motivation est la définition d'un cadre méthodologique pour mettre en œuvre le management de la continuité d'activité au sein d'un système socio-technique, cadre qui soutiendrait une nouvelle démarche d'ingénierie d'entreprise dirigée par les modèles. Après avoir fait une synthèse des connaissances sur la théorie du management de la continuité d'activité, un problème de structuration de ces connaissances est formulé. Un cadre méthodologique pour le management de la continuité d'activité est ensuite proposé. Il repose sur (i) la définition et la conception d'un méta modèle de référence fondé sur l'intégration entre management de la continuité d'activité et ingénierie d'entreprise ; (ii) le développement d'un ensemble de matrices d'évaluation de la criticité destinés à soutenir l'analyse d'impact de MCA ; et enfin sur (iii) la définition d'un langage de modélisation étendu aux concepts de MCA. Un cas d'études du domaine de la prise en charge à domicile vient illustrer le bien-fondé de l'application de ce cadre méthodologique sur une base réelle et concrète In the present context, Information and Communication technologies are recognized as an inevitable element to improve business practices. Particularly in the home-care field in order to meet challenges of coordination and care continuity. However, these organizations operate in a highly dynamic and uncertain environment. In view of these endogenous and exogenous disruptions, they have to react in an agile way to face risks and to ensure their resilience. The Business Continuity Management (BCM) meets these expectations. Our motivation in this research work is to define a methodological framework to implement the business continuity management within a socio -technical system as an integral part of a new approach to model driven enterprise engineering. After delivering a synthesis of related work to Business Continuity Management, a research question concerning the structuring of this knowledge has been addressed. A methodological framework for business continuity management is then suggested. It is based on (i) the definition and the design of a meta-model integrating BCM and enterprise engineering, (ii) the development of a set criticality assessment matrix to support the business impact analysis, and finally on (iii) the definition of a modeling language adapted to concepts of BCM. A case study from the home-care sector illustrates the foundation of the methodological framework

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Dou, Zhifeng. "Sûreté de fonctionnement des convertisseurs - Nouvelles structures de redondances pour onduleurs sécurisés à tolérance de pannes." Thesis, Toulouse, INPT, 2011. http://www.theses.fr/2011INPT0096/document.

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Abstract:

Au sein d'un convertisseur la défaillance d'un composant de puissance est un événement critique tant par le risque d'explosion du boitier et sa propagation au sein du système (forte énergie stockée dans l'alimentation) que par l'interruption de service qui en découle (systèmes embarqués, systèmes de production en flux tendu). Ce mémoire de thèse propose un ensemble de solutions nouvelles portant sur la problématique de l'isolement ultime de défauts "derniers secours" d'une part, et sur la connexion "automatique" et à faible "coût" d'un circuit en secours. L'objectif de cette approche globale est de concilier "sécurité électrique absolue" et "continuité de service" pour les systèmes de conversion sensibles devant être intégrés au coeur des applications critiques. Le premier chapitre et son annexe permettent de rappeler les causes et les conséquences des défauts internes au sein d'une structure de base d'onduleur à deux niveaux de tension, laquelle fait l'objet de nombreuses simulations de modes dégradés en configuration variateur de vitesse sur machine synchrone. De cette analyse il ressort qu'une structure d'isolement symétrique à deux voies couplées, placées sur les pôles du bus DC, à déclenchement spontané (fusible) et/ou commande (rupteur), est à même de sécuriser toutes les mailles du circuit, de façon modulaire et non intrusive In all these traditional industries, or in more sensitive sectors and high technology, it appears that the safe operation of power systems becomes a critical and strategic area essential. In the area of application that focuses, design dependability and now rests primarily on an approach to reliability of components used, the use of close protection, monitoring alarms and management stop / reset / recovery. In our view, this approach is incomplete quickly when electrical safety and absolute continuity of a permanent mission should be carried out simultaneously in the presence of an internal failure of sensitive functions for low and medium power (eg, orders and bodies actuation of vehicles) or highly critical (nuclear). In this area, topologies and failure modes are at the heart of the problem. In this paper, we will focus primarily on the inverters and choppers structures at two levels of voltage (single-cell arm, <1kV), with simple configuration and multiphase parallel, although the concepts are presented, as examples, partially extrapolated to the structures of three voltage levels (arms multicellular) and rectifier (low-frequency phase control and high-frequency switching PWM). We will highlight the need to limit the intensity of these failures and to electrically isolate the defective cell and symmetrically of this inverter by multipole devices, passive or spontaneous breaking mixed cut ordered in the form of fuses integrated and distributed of multi-channel passive isolators, to imagine and develop. We will show that this process of isolation of the last backup is needed to connect, form series or parallel to the defective cell, a cell rescue in passive redundancy. The cell structure backup connection pooled by spontaneous (automatic) is especially promising as detailed in our eyes because of its simplicity and its integrability. Next, we present the isolation technologies fuse (not included, miniatures, CMS and multilayer chip fuse), their characteristics, their current limitations and operating in a switching cell test. A methodology and design of symmetrical two-way fuse (dual-fuse) on FR4 PCB - Copper will be presented in Comsol ™ and evaluated initially in static thermal IR. A passive two-way switch, relatively original material for integrating energy embedded in FR4 substrate, will be presented and fully dimensioned plans on electrical, thermal and mechanical also using finite element simulations in Comsol ™. Another aspect of exploratory analysis, mainly experimental, or to characterize the failure modes of bullets and casings ultimate power compared between the technologies of encapsulation by epoxy resin (standard discrete case) and a silicone gel (module) is provided under conditions of stress controlled and reproducible. This step is necessary to characterize the resistive mode of a chip based on faulty stresses and stability over time of the residual strength according to the nature of the encapsulant, ie the very sustainability of this failure mode. A mixed-encapsulant resin - gel will be presented and characterized, providing an excellent compromise for medium power applications. Positive results and little known today, will allow us to exploit in the next chapter, this property of stable ohmic mode of the chip failed in a structure to aid automated connection series interesting. In the end, we will detail the demonstrator prototype and introduced to the context with which we will validate the isolation structures and prototypes fuses the property of stable ohmic mode highlighted in the aspect of technological analysis of selected devices. These results allow us to refine the solutions adopted for specifications and guide future management strategy of defects whether internal or external to the topology. Supervisor digital device - sensor for the detection and reconfiguration of internal control orders will be assessed

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Xu, Longfei. "Mechanical behaviour of compacted earth with respect to relative humidity and clay content : experimental study and constitutive modelling." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSET005/document.

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Abstract:

La terre compactée est considérée comme un mélange granulaire dans lequel l'argile joue un rôle de liant mais cette dernière exhibe une forte interaction avec l'eau. Pendant la durée de vie en service, la terre compactée est soumise aux changements de l’humidité relative. En raison de ces changements des conditions ambiantes perpétuels, la teneur en eau dans la terre varie, impactant leur performance mécanique. Le présent travail a ainsi pour but d’étudier l’impact de l’humidité relative et de la teneur d'argile sur le comportement mécanique de la terre compactée. Il se réalisera au travers d’études expérimentales et d'une modélisation constitutive. Dans la première partie de cette thèse, quatre terres régionales de provenances et de teneurs d'argile différentes sont identifiées. Une étude comparative a été réalisée entre le double compactage statique et le compactage dynamique. En parallèle, trois types d'essais spécifiques : essais de succion par la méthode de papier-filtre, essais de retrait et essais d'absorption d'eau, ont été menés pour donner des indications préliminaires quant aux effets d'interaction entre l'eau et l'argile. Dans la deuxième partie, l’impact de l’humidité relative et de la teneur d'argile sur le comportement de cisaillement a été étudié, prenant en compte des cycles de chargement-déchargement. En adoptant une définition particulière de la contrainte effective de Bishop, il a également été observé que les états de rupture dans le plan (p'-q) pour tous les échantillons sont alignés approximativement à une ligne droite unique passant par l'origine, quelque soit la succion et la pression de confinement. Sur la base des résultats expérimentaux, un nouveau modèle constitutif a été développé pour la simulation du comportement mécanique de la terre compactée. Ce nouveau modèle a ainsi été formulé dans la cadre de la mécanique de l'endommagement des milieux continus et de la théorie de Bounding Surface Plasticity Compacted earth is regarded as a granular mixture in which clay plays a role of binder but it also exhibits an important interaction with water. During their service life, compacted earth can be subject to large changes in relative humidity. Those perpetual changes of environmental conditions induce continuous changes of water content of the earth that impact significantly its mechanical performances. The present work aimes at studying the mechanical behavior of compacted earth with respect to relative humidity and clay content. It involves an extensive experimental study and a constitutive modelling. In the first part of this thesis, four kinds of local earth are identified with different clay contents. A comparison of compaction method was then conducted between a double static compaction and dynamic compaction. Three types of specific tests: suction test by filter paper method, shrinkage test and sorption-desorption test were carried out, thereby providing a preliminary insight on the interaction effects between clay and water. In the second part, the impact of clay and moisture contents on the shear behavior of compacted earth was investigated taking into account loading-unloading cycles. Adopting a particular definition of Bishop's effective stress, failure states of all samples were observed to lie approximately on a unique failure line crossing the origin in the (p'-q) plane regardless of matric suction and confining pressure. Finally, based on the above experimental results, a new constitutive model was proposed, based on the theories of Bounding Surface Plasticity and continuum damage mechanics, aiming to simulate mechanical behaviour of compacted earth

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Mohamed, Ahmed. "Fault-detection in Ambient Intelligence based on the modeling of physical effects." Phd thesis, Supélec, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00995066.

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Abstract:

This thesis takes place in the field of Ambient Intelligence (AmI). AmI Systems are interactive systems composed of many heterogeneous components. From a hardware perspective these components can be divided into two main classes: sensors, using which the system observes its surroundings, and actuators, through which the system acts upon its surroundings in order to execute specific tasks.From a functional point of view, the goal of AmI Systems is to activate some actuators, based on data provided by some sensors. However, sensors and actuators may suffer failures. Our motivation in this thesis is to equip ambient systems with self fault detection capabilities. One of the particularities of AmI systems is that instances of physical resources (mainly sensors and actuators) are not necessarily known at design time; instead they are dynamically discovered at run-time. In consequence, one could not apply classical control theory to pre-determine closed control loops using the available sensors. We propose an approach in which the fault detection and diagnosis in AmI systems is dynamically done at run-time, while decoupling actuators and sensors at design time. We introduce a Fault Detection and Diagnosis framework modeling the generic characteristics of actuators and sensors, and the physical effects that are expected on the physical environment when a given action is performed by the system's actuators. These effects are then used at run-time to link actuators (that produce them) with the corresponding sensors (that detect them). Most importantly the mathematical model describing each effect allows the calculation of the expected readings of sensors. Comparing the predicted values with the actual values provided by sensors allows us to achieve fault-detection.

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Makdessi, Maawad. "Modélisation, vieillissement et surveillance de l'état de santé des condensateurs films utilisés dans des applications avioniques." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01058227.

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Abstract:

Le domaine aéronautique connait de nos jours un engouement sans précédent autour de l'avion plus électrique. L'importance du nombre d'équipements électriques est à un tel point que l'amélioration de leur fiabilité devient incontournable. Actuellement, les composants passifs occupent 75 % des éléments électroniques utilisés en avionique dont la moitié correspond à des condensateurs. Ces derniers doivent donc répondre aux exigences environnementales avioniques assez contraignantes. C'est dans ce contexte que nous nous sommes intéressés particulièrement à l'étude des condensateurs à technologie film utilisant le polypropylène ou le polyester comme diélectrique. Afin de mieux comprendre le comportement fréquentiel de cette technologie, deux modèles fins de condensateurs films ont été développés, permettant ainsi de suivre les évolutions de leurs grandeurs électriques dans des conditions cohérentes avec l'application. Dans un deuxième temps, l'effet des contraintes en tension et en température constantes a été étudié sous la forme de facteurs d'accélération du vieillissement. Cela a été établi par l'intermédiaire de plusieurs essais, permettant d'établir les lois d'évolutions temporelles des paramètres électriques des condensateurs. Comme ces contraintes constantes ne sont pas toujours représentatives des conditions réelles d'utilisation, les cinétiques de dégradation ont été comparées à celles où les condensateurs sont sollicités par de fortes ondulations de courant, seules ou associées à une tension continue. Enfin, la dernière partie de notre travail expose l'utilisation des données expérimentales issues des essais de vieillissement dans un objectif de diagnostic en ligne. Les techniques utilisées assurent l'analyse de la dégradation de ces composants, étape essentielle dans la prédiction de l'état de santé des condensateurs en ligne

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Robinson, Elinirina Iréna. "Filtering and uncertainty propagation methods for model-based prognosis." Thesis, Paris, CNAM, 2018. http://www.theses.fr/2018CNAM1189/document.

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Abstract:

Les travaux présentés dans ce mémoire concernent le développement de méthodes de pronostic à base de modèles. Le pronostic à base de modèles a pour but d'estimer le temps qu'il reste avant qu'un système ne soit défaillant, à partir d'un modèle physique de la dégradation du système. Ce temps de vie restant est appelé durée de résiduelle (RUL) du système.Le pronostic à base de modèle est composé de deux étapes principales : (i) estimation de l'état actuel de la dégradation et (ii) prédiction de l'état futur de la dégradation. La première étape, qui est une étape de filtrage, est réalisée à partir du modèle et des mesures disponibles. La seconde étape consiste à faire de la propagation d'incertitudes. Le principal enjeu du pronostic concerne la prise en compte des différentes sources d'incertitude pour obtenir une mesure de l'incertitude associée à la RUL prédite. Les principales sources d'incertitude sont les incertitudes de modèle, les incertitudes de mesures et les incertitudes liées aux futures conditions d'opération du système. Afin de gérer ces incertitudes et les intégrer au pronostic, des méthodes probabilistes ainsi que des méthodes ensemblistes ont été développées dans cette thèse.Dans un premier temps, un filtre de Kalman étendu ainsi qu'un filtre particulaire sont appliqués au pronostic de propagation de fissure, en utilisant la loi de Paris et des données synthétiques. Puis, une méthode combinant un filtre particulaire et un algorithme de détection (algorithme des sommes cumulatives) a été développée puis appliquée au pronostic de propagation de fissure dans un matériau composite soumis à un chargement variable. Cette fois, en plus des incertitudes de modèle et de mesures, les incertitudes liées aux futures conditions d'opération du système ont aussi été considérées. De plus, des données réelles ont été utilisées. Ensuite, deux méthodes de pronostic sont développées dans un cadre ensembliste où les erreurs sont considérées comme étant bornées. Elles utilisent notamment des méthodes d'inversion ensembliste et un observateur par intervalles pour des systèmes linéaires à temps discret. Enfin, l'application d'une méthode issue du domaine de l'analyse de fiabilité des systèmes au pronostic à base de modèles est présentée. Il s'agit de la méthode Inverse First-Order Reliability Method (Inverse FORM).Pour chaque méthode développée, des métriques d'évaluation de performance sont calculées dans le but de comparer leur efficacité. Il s'agit de l'exactitude, la précision et l'opportunité In this manuscript, contributions to the development of methods for on-line model-based prognosis are presented. Model-based prognosis aims at predicting the time before the monitored system reaches a failure state, using a physics-based model of the degradation. This time before failure is called the remaining useful life (RUL) of the system.Model-based prognosis is divided in two main steps: (i) current degradation state estimation and (ii) future degradation state prediction to predict the RUL. The first step, which consists in estimating the current degradation state using the measurements, is performed with filtering techniques. The second step is realized with uncertainty propagation methods. The main challenge in prognosis is to take the different uncertainty sources into account in order to obtain a measure of the RUL uncertainty. There are mainly model uncertainty, measurement uncertainty and future uncertainty (loading, operating conditions, etc.). Thus, probabilistic and set-membership methods for model-based prognosis are investigated in this thesis to tackle these uncertainties.The ability of an extended Kalman filter and a particle filter to perform RUL prognosis in presence of model and measurement uncertainty is first studied using a nonlinear fatigue crack growth model based on the Paris' law and synthetic data. Then, the particle filter combined to a detection algorithm (cumulative sum algorithm) is applied to a more realistic case study, which is fatigue crack growth prognosis in composite materials under variable amplitude loading. This time, model uncertainty, measurement uncertainty and future loading uncertainty are taken into account, and real data are used. Then, two set-membership model-based prognosis methods based on constraint satisfaction and unknown input interval observer for linear discete-time systems are presented. Finally, an extension of a reliability analysis method to model-based prognosis, namely the inverse first-order reliability method (Inverse FORM), is presented.In each case study, performance evaluation metrics (accuracy, precision and timeliness) are calculated in order to make a comparison between the proposed methods

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Dang, Cong-Thuat. "Méthodes de construction des courbes de fragilité sismique par simulations numériques." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01023973.

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Abstract:

Une courbe de fragilité sismique qui présente la probabilité de défaillance d'une structure en fonction d'une intensité sismique, est un outil performant pour l'évaluation de la vulnérabilité sismique des structures en génie nucléaire et génie civil. On se concentre dans cette thèse sur l'approche par simulations numériques pour la construction des courbes de fragilité sismique. Une étude comparative des méthodes paramétriques existantes avec l'hypothèse log-normale est d'abord réalisée. Elle permet ensuite de proposer des améliorations de la méthode du maximum de vraisemblance dans le but d'atténuer l'influence de l'excitation sismique lors de son processus de construction. Une autre amélioration est l'application de la méthode de simulations par subsets pour l'évaluation de la probabilité de défaillance faible. Enfin, en utilisant la méthode de calcul de l'évolution des fonctions de densité de probabilité qui permet d'évaluer la probabilité conjointe entre la réponse structurale et les variables aléatoires du système et de l'excitation, nous proposons également une nouvelle technique non-paramétrique de construction des courbes de fragilité sismique sans utiliser l'hypothèse de la loi log-normale. La validation des améliorations et de la nouvelle technique est réalisée sur des exemples numériques.

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Clavareau, Julien. "Modélisation des stratégies de remplacement de composant et de systèmes soumis à l'obsolescence technologique." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2008. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/210482.

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Abstract:

Ce travail s’inscrit dans le cadre d’étude de la sûreté de fonctionnement.La sûreté de fonctionnement est progressivement devenue partie intégrante de l’évaluation des performances des systèmes industriels. En effet, les pannes d’équipements, les pertes de production consécutives, et la maintenance des installations ont un impact économique majeur dans les entreprises. Il est donc essentiel pour un manager de pouvoir estimer de manière cohérente et réaliste les coûts de fonctionnement de l’entreprise, en tenant notamment compte des caractéristiques fiabilistes des équipements utilisés, ainsi que des coûts induits entre autres par le non-fonctionnement du système et la restauration des performances de ses composants après défaillance.Le travail que nous avons réalisé dans le cadre de ce doctorat se concentre sur un aspect particulier de la sûreté de fonctionnement, à savoir les politiques de remplacement d’équipements basées sur la fiabilité des systèmes qu’ils constituent. La recherche menée part de l’observation suivante :si la littérature consacrée aux politiques de remplacement est abondante, elle repose généralement sur l’hypothèse implicite que les nouveaux équipements envisagés présentent les mêmes caractéristiques et performances que celles que possédaient initialement les composants objets du remplacement.La réalité technologique est souvent bien différente de cette approche, quelle que soit la discipline industrielle envisagée. En effet, de nouveaux équipements sont régulièrement disponibles sur le marché ;ils assurent les mêmes fonctions que des composants plus anciens utilisés par une entreprise, mais présentent de meilleures performances, par exemple en termes de taux de défaillance, consommation d’énergie, " intelligence " (aptitude à transmettre des informations sur leur état de détérioration).De plus, il peut devenir de plus en plus difficile de se procurer des composants de l’ancienne génération pour remplacer ceux qui ont été déclassés. Cette situation est généralement appelée obsolescence technologique.Le but de ce travail est de prolonger et d’approfondir, dans le cadre de la sûreté de fonctionnement, les réflexions engagées par les différents articles présentés dans la section état de l’art afin de définir et de modéliser des stratégies de remplacements d’équipements soumis à obsolescence technologique. Il s’agira de proposer un modèle, faisant le lien entre les approches plus économiques et celles plus fiabilistes, permettant de définir et d’évaluer l’efficacité, au sens large, des différentes stratégies de remplacement des unités obsolètes. L’efficacité d’une stratégie peut se mesurer par rapport à plusieurs critères parfois contradictoires. Parmi ceux-ci citons, évidemment, le coût total moyen engendré par la stratégie de remplacement, seul critère considéré dans les articles cités au chapitre 2, mais aussi la façon dont ces coûts sont répartis au cours du temps tout au long de la stratégie, la variabilité de ces coûts autour de leur moyenne, le fait de remplir certaines conditions comme par exemple d’avoir remplacé toutes les unités d’une génération par des unités d’une autre génération avant une date donnée ou de respecter certaines contraintes sur les temps de remplacement.Pour arriver à évaluer les différentes stratégies, la première étape sera de définir un modèle réaliste des performances des unités considérées, et en particulier de leur loi de probabilité de défaillance. Etant donné le lien direct entre la probabilité de défaillance d’un équipement et la politique de maintenance qui lui est appliquée, notamment la fréquence des maintenances préventives, leur effet, l’effet des réparations après défaillance ou les critères de remplacement de l’équipement, un modèle complet devra considérer la description mathématique des effets des interventions effectuées sur les équipements. On verra que la volonté de décrire correctement les effets des interventions nous a amené à proposer une extension des modèles d’âge effectif habituellement utilisés dans la littérature.Une fois le modèle interne des unités défini, nous développerons le modèle de remplacement des équipements obsolètes proprement dit. Nous appuyant sur la notion de stratégie K proposée dans de précédents travaux, nous verrons comment adapter cette stratégie K à un modèle pour lequel les temps d’intervention ne sont pas négligeables et le nombre d’équipes limité. Nous verrons aussi comment tenir compte dans le cadre de cette stratégie K d’une part des contraintes de gestion d’un budget demandant en général de répartir les coûts au cours du temps et d’autre part de la volonté de passer d’une génération d’unités à l’autre en un temps limité, ces deux conditions pouvant être contradictoires.Un autre problème auquel on est confronté quand on parle de l’obsolescence technologique est le modèle d’obsolescence à adopter. La manière dont on va gérer le risque d’obsolescence dépendra fortement de la manière dont on pense que les technologies vont évoluer et en particulier du rythme de cette évolution. Selon que l’on considère que le temps probable d’apparition d’une nouvelle génération est inférieur au temps de vie des composants ou supérieur à son temps de vie les solutions envisagées vont être différentes. Lors de deux applications numériques spécifiques.Nous verrons au chapitre 12 comment envisager le problème lorsque l’intervalle de temps entre les différentes générations successives est largement inférieur à la durée de vie des équipements et au chapitre 13 comment traiter le problème lorsque le délai entre deux générations est de l’ordre de grandeur de la durée de vie des équipements considérés.Le texte est structuré de la manière suivante :Après une première partie permettant de situer le contexte dans lequel s’inscrit ce travail, la deuxième partie décrit le modèle interne des unités tel que nous l’avons utilisé dans les différentes applications. La troisième partie reprend la description des stratégies de remplacement et des différentes applications traitées. La dernière partie permet de conclure par quelques commentaires sur les résultats obtenus et de discuter des perspectives de recherche dans le domaine. Doctorat en Sciences de l'ingénieur info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Thiam, Baba. "Estimation récursive de fonctionnelles." Phd thesis, Université de Versailles-Saint Quentin en Yvelines, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00131199.

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Abstract:

L'objet de cette thèse est l'étude du comportement asymptotique d'estimateurs à noyau d'une densité de probabilité et de ses dérivées, d'une fonction de régression, ainsi que du mode et de la valeur modale d'une densité de probabilité. Le but est d'établir certaines propriétés des estimateurs à noyau récursifs ou semi-récursifs afin de comparer leur comportement asymptotique à celui des estimateurs classiques. Dans le premier chapitre, nous établissons des principes de grandes déviations (PGD) et des principes de déviations modérées (PDM) pour l'estimateur récursif d'une densité de probabilité et pour ses dérivées. Il s'avére que, dans les principes de déviations vérifiés par les estimateurs des dérivées, la fonction de taux est toujours une fonction quadratique, que les déviations soient grandes ou modérées. Contrairement, pour l'estimateur de la densité, les fonctions de taux qui apparaissent sont de nature différente selon que les déviations sont grandes ou modéerées. Les fonctions de taux qui apparaissent tant dans les PGD pour les dérivées que dans les PDM pour la densité et pour les dérivées sont plus grandes dans le cas où l'estimateur récursif est utilisé. Dans le deuxième chapitre, nous établissons des PGD et des PDM pour des estimateurs à noyau d'une fonction de régression. Nous généralisons les résultats déjà obtenus dans le cas unidimensionnel pour l'estimateur de Nadaraya-Watson. Nous étudions ensuite le comportement en déviations de la version semi-récursive de cet estimateur en établissant des PGD et des PDM. Les fonctions de taux qui apparaissent dans les PDM sont plus grandes pour l'estimateur semi-récursif que pour l'estimateur classique. Dans le troisième chapitre, nous nous intéressons à l'estimation jointe du mode et de la valeur modale d'une densité de probabilité basée sur l'estimateur à noyau récursif de la densité. Nous étudions la vitesse de convergence en loi et presque sûre du couple formé par ces deux estimateurs. Pour estimer simultanément les deux paramètres de façon optimale, il faut utiliser des fenêtres différentes pour définir chacun des deux estimateurs. Les estimateurs semi-récursifs conduisent à des variances asymptotiques plus petites que les estimateurs classiques.

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Dissertations / Theses on the topic 'Modes de défaillance'

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