Dissertations / Theses on the topic 'Optimisation du groupe motopropulseur'

L’optimisation des systèmes de groupes motopropulseurs (GMP) dans les automobiles modernes repose sur l’ingénierie des systèmes basée sur des modèles pour faire face à la complexité des systèmes automobiles et aux exigences de conception des commandes. Deux prérequis à l’optimisation du GMP sont le simulateur de GMP et la conception des commandes, assurant un fonctionnement satisfaisant du GMP pendant les cycles de conduite. Cette thèse s’articule autour de ces prérequis et fait partie de la phase model-in-the-loop du cycle de développement du contrôle. Elle vise d’abord à identifier des modèles linéaires boîtes noires de systèmes de GMP, car ils présentent des avantages d’accessibilité à la conception de la commande linéaire et de facilité d’intégration des modifications dans la définition technique du GMP. Elle vise également à identifier et à contrôler les systèmes de GMP à retard de transport car l’intégration du retard est cruciale pour la précision du modèle et l’optimalité de son contrôle. Sur ces bases, nous abordons le GMP du point de vue de la chaîne d’air d’un moteur essence. Nous identifions d’abord un modèle linéaire boîte noire state-space (SS), via un algorithme d’identification basé sur les méthodes subspace. Différents ordres de modèles et paramètres d’algorithmes sont testés et ceux donnant les meilleurs résultats d’identification et de validation sont indiqués, conduisant à un gain de temps de 85% pour des identifications futures similaires. Bien que cette partie considère l’ensemble de la chaîne d’air, le reste s’adresse aux certains de ses composants, notamment le papillon électrique, l’échangeur de chaleur et la recirculation des gaz d’échappement (EGR). Concernant le papillon électrique, nous nous inspirons des lois physiques régissant son fonctionnement pour construire un modèle mathématique linéaire à paramètres variables (LPV) SS, qui définit la structure vectorielle de régression du modèle LPV boîte noire ARX qui représente un banc d’essais du papillon et reflète ses nonlinéarités et discontinuités en variant entres ses zones fonctionnelles. Pour traiter les délais de transport de chaleur et de masse dans la chaîne d’air, nous nous référons respectivement à l’échangeur de chaleur et à l’EGR. La refonte des équations aux dérivées partielles (EDP) hyperboliques à dimensions infinies décrivant ces phénomènes de transport sous la forme d’un système à retard facilite l’identification du système et la conception du contrôle. Pour ce faire, le moyennage spatiale et la méthode des caractéristiques sont utilisés pour découpler les EDP hyperboliques décrivant les flux advectifs dans un échangeur de chaleur et pour les reformuler en un système à retard temporel. La méthode à descente de gradient cherche à réduire l’erreur entre la température de sortie du modèle et celle d’un banc d’essai d’échangeur de chaleur, pour identifier les paramètres du système à retard, qui dépasse les EDP en termes de précision d’identification et de temps de calcul. D’autre part, les EDP décrivant le transport de masse dans une EGR sont refondus en un système SS soumis à un retard de sortie. Pour réguler le rapport de gaz brûlé dans le gaz d’admission, la quantité de gaz recirculé est contrôlée à l’aide de deux approches de contrôle optimale indirecte, qui prennent en compte la nature infinie du modèle et qui sont accompagnées des méthodes du Lagrangien Augmenté et d’Uzawa pour respecter des contraintes d’entrée et d’état, permettant ainsi d’obtenir un contrôleur plus performant que le PID initialement existant. En générale, cette thèse se situe à mi-chemin entre les secteurs académique et industriel. En évaluant l’éligibilité de l’intégration des théories existants d’identification et de contrôle des systèmes dans des applications automobiles réelles, elle indique les avantages et les inconvénients de ces théories et ouvre de nouvelles perspectives dans l’optimisation des systèmes du GMP basée sur les modèles<br>Powertrain systems optimization in modern automobiles relies on model-based systems engineering to cope with the complex automotive systems and challenging control design requirements. Two prerequisites for model-based powertrain optimization are the powertrain simulator and the control design, which ensures a desirable powertrain operation during driving cycles. This thesis revolves around these prerequisites and belongs to the model-in-the-loop phase of the control development lifecycle. It first aims at identifying control-oriented powertrain systems models, particularly linear black-box models because of the merits they present in terms of accessibility to linear control design and facility of integrating changes in the powertrain system technical definition. It also aims at identifying and controlling powertrain systems featuring transport time delay because integrating the delay in the model and control design is crucial on the former’s system representability and on the latter’s optimality. Based on these premises, we address the powertrain from the engine air-path perspective. We first identify a linear black-box state-space (SS) model of a gasoline engine air-path, using an identification algorithm based on subspace methods. Different model orders and algorithm parameters are tested and those yielding the best identification and validation results are made clear, which leads to an 85% time gain in future similar identifications. While this part considers the air-path as a whole, the rest of the work focuses on specific air-path components, notably the electric throttle (ET), the heat-exchanger, and the exhaust gas recirculation (EGR). Regarding the ET, we inspire from the physical laws governing the throttle functioning to construct a linear-parameter-varying (LPV) mathematical SS model, which serves to set the regression vector structure of the LPV black-box ARX model, which is representative of an ET test bench and reflects its nonlinearities and discontinuities as it varies from one functioning zone to another. To address the questions of heat and mass transport time delays in the engine air-path, we refer to the heat exchanger and the EGR respectively. Recasting the infinite-dimensional hyperbolic partial differential equations (PDEs) describing these transport phenomena as a time-delay system facilitates the adjoint system identification and control design. To that end, a space-averaging technique and the method of characteristics are used to decouple the hyperbolic PDEs describing the advective flows in a heat exchanger, and to reformulate them as a time-delay system. Reducing the error between the output temperature of the model and that of a heat exchanger test-bench is what seeks the gradient-descent method used to identify the parameters of the time-delay system, which surpasses the PDEs in terms of identification accuracy and computational efficiency. On the other hand, the EGR is addressed from a control-oriented perspective, and the PDEs describing the mass transport phenomenon in its tubular structure are recast as a SS system subject to output delay. To regulate the burned gas ratio in the intake gas, the amount of recirculated gas is controlled using two indirect optimal control approaches, taking into account the model’s infinite-dimensional nature and accompanied with the Augmented Lagrangian Uzawa method to guarantee the respect of the input and state constraints, thus resulting in a controller of superior performance than the initially existing PID. In general, this thesis is located half-way between the academic and the industrial sectors. By evaluating the eligibility of integrating existing system identification and control theories in real automotive applications, it highlights the merits and demerits of these theories and opens up new prospects in the domain of model-based powertrain systems optimization

Des technologies avancées sont très demandées dans l'industrie automobile pour respecter les réglementations de consommation de carburant de plus en plus rigoureuses. La co-optimisation du dimensionnement et du contrôle des groupes motopropulseurs avec une efficacité de calcul améliorée est étudiée dans cette thèse.Les composants des groupes motopropulseurs, tels que le moteur, la batterie et le moteur électrique, sont modélisés analytiquement au niveau descriptif et prédictif afin de permettre une optimisation du contrôle rapide et une optimisation du dimensionnement scalable. La consommation d'énergie minimale des véhicules hybrides-électriques est évaluée par des nouvelles méthodes optimales. Ces méthodes – y compris Selective Hamiltonian Minimization et GRaphical-Analysis-Based energy Consumption Optimization – permettent d'évaluer une consommation minimale d'énergie avec une efficacité de calcul améliorée. De plus, la méthode de Fully-Analytic energy Consumption Evaluation (FACE) approxime la consommation d'énergie minimale sous forme analytique en fonction des caractéristiques de la mission et des paramètres de conception des composants du groupe motopropulseur. Plusieurs cas d’études sont présentées en détail par rapport aux approches de co-optimisation à bi-niveaux et à uni-niveau, ce qui montre une réduction efficace du temps de calcul requis par le processus global de co-optimisation<br>Advanced technologies are highly demanded in automotive industry to meet the more and more stringent regulations of fuel consumption. Cooptimization of design and control for vehicle propulsion systems with an enhanced computational efficiency is investigated in this thesis.Powertrain components, such as internal combustion engines, batteries, and electric motor/generators, are analytically modeled at descriptive and predictive level correspondingly for the development of fastrunning control optimization and for the scalability of design optimization. The minimal fuel consumption of a hybrid-electric vehicle is evaluated through novel optimization methods. These methods – including the Selective Hamiltonian Minimization, and the GRaphical-Analysis-Based energy Consumption Optimization – are able to evaluate the minimal energy consumption with the enhanced computational efficiency. In addition, the Fully-Analytic energy Consumption Evaluation method approximates the minimal energy consumption in closed form as a function of the mission characteristics and the design parameters of powertrain components.A few case studies are presented in details via the bi-level and uni-level co-optimization approaches, showing an effective improvement in the computational efficiency for the overall co-optimization process

La pile à combustible (PAC) produit de l'énergie électrique à partir d'hydrogène et d'oxygène sans rejets de polluants. Son utilisation dans le secteur automobile est donc envisagée à long terme pour répondre au problème de mobilité durable. Dans un véhicule hybride à PAC, la motorisation électrique est alimentée par une pile à combustible assistée par une source secondaire d'énergie (SSE). Cette source secondaire d'énergie est composée soit de batteries, soit de supercondensateurs. L'architecture hybride obtenue offre un degré de liberté dans la gestion des flux énergétiques et dans le dimensionnement du groupe motopropulseur. La répartition de puissance optimale entre la PAC et la SSE est obtenue grâce à des algorithmes d'optimisation globale qui minimisent la consommation d'hydrogène pour un parcours routier connu a priori. Les résultats obtenus avec ces algorithmes servent d'expertise et de référence de consommation mais sont inapplicables en temps réel. Ici, une stratégie de commande temps réel, nécessairement sous-optimale, a été construite à partir l'algorithme de commande optimale. La consommation d'hydrogène est également influencée par le dimensionnement de la PAC et de la SSE. Celui-ci doit garantir un confort de conduite acceptable (vitesses, accélérations) sans pénaliser les performances énergétiques du véhicule ; un outil d'aide au dimensionnement est nécessaire et proposé dans ce mémoire. Enfin, les approches théoriques développées dans cette thèse sont illustrées par des mises en applications sur des exemples concrets (prototype PAC-Car II, prototype Hy-Muve, banc d'essai).

La transmission à double embrayage a été introduite dans les véhicules afin d'améliorer le confort de conduit, l'économie de conduite et de diminuer le temps de changement de vitesses. La gestion du double embrayage joue un rôle important sur le confort de conduite. L'objectif principal de ce travail concerne alors la synthèse des lois de commande du double embrayage en phase de décollage et lors du changement de vitesses. Le mémoire est structuré de la façon suivante : le premier chapitre propose un état de l'art sur le groupe motopropulseur, la modélisation et la commande du groupe motopropulseur. Le second chapitre s'intéresse à la modélisation du groupe motopropulseur à double embrayage : dans une première partie, un modèle complet à simuler est développé, puis la deuxième partie propose une simplification de modèle en vue de la commande. Le troisième chapitre aborde les lois de commande du double embrayage en utilisant la technique de commande par mode glissant pour les systèmes multivariables. Le quatrième chapitre propose l'utilisation des modèles flous du type Takagi-Sugeno pour la synthèse des lois de commande. Dans une première partie, des lois de commande basées sur un modèle Takagi-Sugeno prenant en compte des incertitudes et des perturbations sont établies. Afin d'améliorer la performance de la loi de commande lors du changement de vitesses supérieures, la deuxième partie présente une loi de commande basée sur un modèle de Takagi-Sugeno incertain et perturbé à commutations. Enfin, des résultats de simulation obtenus en considérant le modèle complet développé dans le chapitre 2 sont donnés.

De nos jours, la validation des unités de contrôle électronique ECU se fonde généralement sur la simulationHardware-In-the-Loop où les systèmes physiques qui manquent sont modélisés à l’aide deséquations différentielles hybrides. La complexité croissante de ce type de modèles rend le compromisentre le temps de calcul et la précision de la simulation difficile à satisfaire. Cette thèse étudie et proposedes méthodes d’analyse et d’expérimentation destinées à la co-simulation temps-réel ferme de modèlesdynamiques hybrides. Elle vise notamment à définir des solutions afin d’exploiter plus efficacement leparallélisme fourni par les architectures multi-coeurs en utilisant de nouvelles méthodes et paradigmesde l’allocation des ressources. La première phase de la thèse a étudié la possibilité d’utiliser des méthodesd’intégration numérique permettant d’adapter l’ordre comme la taille du pas de temps ainsi quede détecter les événements et ceci dans le contexte de la co-simulation modulaire avec des contraintestemps-réel faiblement dures. De plus, l’ordre d’exécution des différents modèles a été étudié afin dedémontrer l’influence du respect des dépendances de données entre les modèles couplés sur les résultatsde la simulation. Nous avons proposé pour cet objectif, une nouvelle méthode de co-simulationqui permet le parallélisme complet entre les modèles impliquant une accélération supra-linéaire sanspour autant ajouter des erreurs liées à l’ordre d’exécution. Enfin, les erreurs de retard causées par lataille de pas de communication entre les modèles ont été améliorées grâce à une nouvelle méthoded’extrapolation par contexte des signaux d’entrée. Toutes les approches proposées visent de manièreconstructive à améliorer la vitesse de simulation afin de respecter les contraintes temps-réel, tout engardant la qualité et la précision des résultats de simulation sous contrôle. Ces méthodes ont été validéespar plusieurs essais et expériences sur un modèle de moteur à combustion interne et intégrées àun prototype du logiciel xMOD<br>Nowadays the validation of Electronic Control Units ECUs generally relies on Hardware-in-The-Loopsimulation where the lacking physical systems are modeled using hybrid differential equations. Theincreasing complexity of this kind of models makes the trade-off between time efficiency and the simulationaccuracy hard to satisfy. This thesis investigates and proposes some analytical and experimentalmethods towards weakly-hard real-time co-simulation of hybrid dynamical models. It seeks in particularto define solutions in order to exploit more efficiently the parallelism provided by multi-core architecturesusing new methods and paradigms of resource allocation. The first phase of the thesis studied the possibilityof using step-size and order control numerical integration methods with events detection in thecontext of real-time modular co-simulation when the time constraints are considered weakly-hard. Moreover,the execution order of the different models was studied to show the influence of keeping or not thedata dependencies between coupled models on the simulation results. We proposed for this aim a newmethod of co-simulation that allows the full parallelism between models implying supra-linear speed-upswithout adding errors related to their execution order. Finally, the delay errors due to the communicationstep-size between the models were improved thanks to a proposed context-based inputs extrapolation.All proposed approaches target constructively to enhance the simulation speed for the compliance toreal-time constraints while keeping the quality and accuracy of simulation results under control and theyare validated through several test and experiments on an internal combustion engine model and integratedto a prototype version of the xMOD software

L'optimisation constitue un puissant outil d'aide à la conception. Les travaux présentés proposent une stratégie d'optimisation adaptée à l'implantation et au dimensionnement de suspensions de groupes motopropulseurs (GMP). Tout d'abord, une étude bibliographique des méthodes d'optimisation multiobjectifs permet la sélection des méthodes les mieux adaptées à une application aux systèmes dynamiques. Ensuite, une analyse fonctionnelle, et un état de l'art des principes de dimensionnement des suspensions GMP, montrent la nécessité d'obtenir un compromis entre les différentes fonctions attendues d'une suspension GMP. A l'issue de ces deux parties, l'outil multiobjectifs apparaît bien adapté au dimensionnement des suspensions GMP. Une formulation numérique du problème de l'optimisation multiobjectifs d'une suspension GMP en phase d'avant-projet est alors proposée. Elle comprend notamment la modélisation des différents cas de fonctionnement d'une suspension GMP, la formulation des différentes fonctions objectifs et restrictions, ainsi que le calcul des sensibilités de ces fonctions vis-à-vis des variables de conception. Dans cette formalisation, l'accent est mis sur le respect des paramètres usuels et des attentes du concepteur, ainsi que sur la rapidité d'exécution, synonyme de réactivité dans un contexte de conception. Enfin, les stratégies multiobjectifs retenues sont testées sur un cas concret de dimensionnement de suspension GMP. Ces essais sont l'occasion d'apporter des modifications originales à chacune des méthodes afin d'améliorer la qualité des solutions générées, et leur répartition dans l'ensemble de Pareto du problème.

La réduction de la consommation de carburant et des émissions de dioxyde de carbone par les transports, notamment automobiles, conduit au développement de groupes motopropulseurs (GMP) plus économes. Parmi les technologies existantes, l'hybridation électrique des moteurs à combustion interne s'est fortement développée ces dernières années. La minimisation de la consommation d'un GMP de type hybride électrique requiert notamment la connaissance de l'impact des différents transferts thermiques y ayant lieu, notamment après un démarrage à température ambiante. Dans ce contexte, la thèse présentée dans ce mémoire a pour objet l'étude par simulation des transferts thermiques au sein des différents organes du GMP (moteur à combustion interne, moteur électrique, batteries). Elle repose tout d'abord sur un examen bibliographique détaillé des différentes architectures hybrides électriques, des transferts thermiques et les modèles associés, et des différentes stratégies de fonctionnement. Le développement d'un modèle zéro-dimensionnel d'un GMP hybride prenant en compte les différents transferts thermiques est ensuite présenté. Les choix des différents modèles de transferts thermiques sont présentés et justifiés, en termes de précision et de temps de calcul. Pas la suite, l'impact des transferts thermiques est étudié grâce au simulateur, notamment en termes de consommation instantanée et cumulée sur différents cycles de conduite. L'impact des transferts thermiques pour différents niveaux d'hybridation est également quantifié. Finalement, plusieurs études paramétriques et prospectives sont réalisées à la fin de ce mémoire, permettant d'envisager des moyens de réduction de la consommation de carburant.

Afin de s'imposer dans un marché de plus en plus concurrentiel, chaque constructeur automobile tente de se distinguer par les sensations de plaisir de conduite que peuvent procurer les véhicules qu'il conçoit. Ainsi, l'agrément de conduite lié au comportement du groupe motopropulseur est une des prestations clients phares d'un véhicule. Cependant, la prise en compte de l'agrément de conduite dans le cycle de conception d'un véhicule automobile n'est pas aisée dans la mesure où le résultat de confort dépend de l'optimisation de l'ensemble du véhicule et pas seulement de chacun des sous-systèmes (moteur, boîte de vitesses,. . . ). L'objet de cette recherche concerne l'aide à la conception du groupe motopropulseur et de sa commande en vue d'optimiser l'agrément de conduite. Il consiste en une rélfexion générale sur l'utilisation de la modélisation, des outils d'analyse et de simplification de modèles dynamiques. La problématique de cette prestation est actuellement traitée à l'aide de représentations relativement simples. Ce travail propose des niveaux de modélisation plus évolués. Une étude bibliographiqe concernant les représentations des différents sous-systèmes influençant l'agrément de conduite d'un véhicule permet d'établir un modèle complet de véhicule. Pour chaque sous-prestation étudiée (à-coups en rapport engagé, décollage et passage de vitesses), différents modèles de synthèse sont proposés. L'introduction d'outils d'analyse comme l'observation des index d'activité des éléments énergétiques du système (inerties, raideurs, dissipations) contribuent à l'élaboration d'un niveau de complexité juste nécessaire à la représentation des phénomènes étudiés. Les modèles générés permettent non seulement de reproduire le comportement du véhicule en accord avec les résultats expérimentaux établis mais aussi de dégager des analyses et de mettre en évidence des phénomènes comme l'interaction entre la dynamique de la chaîne cinématique, le mouvement du groupe motopropulseur et la suspension horizontale de roue. De plus, l'influence des paramètres de conception des différents sous-sytèmes et l'analyse du comportement dynamique global du véhicule est menée. Finalement, cette étude doit permettre d'améliorer la compétitivité des secteurs d'ingénierie en apportant une meilleure compréhension du comportemnent du véhicule<br>Powertrain driveability is considered as one of the most important customer requirement of a vehicle. In fact, in a more and more competitive market, any car manufacturer tries to distinguish himself by improving the driving pleasure felt by its customer. However, the consideration of the powertrain driveability during the vehicle design cycle is not coarse because this customer requirement is a consequence of the optimisation of the global vehicle and not only of each subsystems (motor, gearbox,. . . ). The aim of this research concerns the use of dynamical modelling, analysis and simplification tools in order to herlp vehicle conception engineering departments to optimise the powertrain driveability. This work proposes more complex vehicle models. Based on a bibliographical study concerning representations of the various subsystems influencing the powetrain driveability, a complete vehicle model is built. For every studied sub-performance (tip-in or tip-out, takeoff, and gearshift), various proper models are proposed. The use of modelling and analysis tools like activity index of each energetic elements of the system (inertia, stiffness, dissipation) permits to select the good model complexity level to simulate the studied phenomena. Generated models enable not only to reproduce vehicle behaviours in agreement with our experimental results but also to analyse and to put in focus phenomena like interaction between the driveline dynamic, powertrain movements and wheel horizontal suspension. Moreover, influence of conception parmeters of various sub-systems can be study with the use of those proper models. An analysis of global dynamic behaviours of the vehicle is then performed. Finally, this study improves the comptetitiveness and of engineering departments by bringing better understantig of the global vehicle behaviour in upstream phase of vehicle design cycle

Dans un contexte mondial régi par de multiples facteurs économiques, énergétiques et environnementaux, la transition vers des modes de transport à zéro émission polluante semble inévitable. De ce fait, les constructeurs automobiles s’investissent de plus en plus dans le développement de groupes motopropulseurs électriques afin d’anticiper les besoins du marché. Parmi les différentes technologies de machines électriques considérées pour cette application, la Machine à Réluctance Variable à Double Saillance (MRVDS) présente des caractéristiques très attractives pour le milieu industriel.Les travaux présentés dans cette thèse visent à élaborer des solutions qui répondent aux points qui bloquent encore l’adoption de la MRVDS dans les véhicules électriques. Dans un premier temps, la commande en couple d’une MRVDS destinée à la traction électrique est analysée. En prenant en considération les exigences imposées par l’application envisagée, une stratégie de commande en couple est développée en intégrant deux méthodes complémentaires sur le plan de fonctionnement de la MRVDS choisie.Dans la deuxième partie, l’asservissement en courant est abordé. Les problématiques du contrôle propres à la MRVDS à forte dynamique de courant sont d’abord identifiées. Ensuite, deux régulateurs de courant, qui répondent à différents conditions d’implantation, sont présentés et validés par simulation.La dernière partie de cette thèse aborde le problème des à-coups d’accélération induits à basse vitesse et de leurs répercussions sur l'agrément de conduite. En effet, ce type de motorisation électrique introduit un nouvel aspect sur cette problématique. Une loi de commande anti-à-coups, composée de deux actions, est développée. Les simulations ont montré la conformité de la performance obtenue en utilisant la loi de commande proposée avec le cahier des charges industriel visé<br>In a global context governed by multiple economic, energetic and environmental factors, the transition towards transportation modes with zero polluting emissions seems inevitable. Hence, automotive manufacturers are investing increasingly in the development of electric powertrains in anticipation of the market needs. Among the different electric motors technologies considered for this application, the switched reluctance motor (SRM) presents attractive characteristics for the industry.The work presented in this thesis aims to elaborate solutions in response to the points still hindering the adoption of the SRM in electric vehicles. First, torque regulation of an SRM intended for an electric traction is analyzed. Taking into consideration the requirements of the application in hand, a regulation strategy is developed through the integration of two methods which complement each other over the studied SRM range of operation.In the second part, the subject of current regulation in the SRM is discussed. The issues related to current regulation in SRMs disposing of high current dynamics are firstly identified. Then, two current regulators, each adapted to different implementation conditions, are presented and validated through simulations.The last part of this thesis discusses the acceleration jerks induced at very low speeds and their repercussions on driving comfort . Indeed, electric traction introduces a new aspect on this rather classic issue. An anti-jerk control law, composed of two control actions, is developed. Simulations have shown the conformity of the performance obtained with the proposed control law with the target industrial specifications

Dans cette étude, on s'est intéressé à la modélisation réduite et au contrôle d’organes intervenant dans la réduction des émissions de polluants des véhicules automobiles à basse consommation. Il s’agit des réacteurs catalysés de type « piège à NOx » et SCR, utilisés dans les architectures de post-traitement des gaz d’échappement des véhicules Diesel. Ces systèmes ont en commun la nécessité de contrôler les niveaux des émissions de polluants stockés sur les sites catalytiques et l’optimisation du fonctionnement du GMP en vue d’approcher les futures normes Euro et les nouvelles incitations sur les émissions de gaz à effet de serre.Le piège à NOx est un système catalytique dont la fonction première est de collecter les oxydes d’azote (NOx) des gaz d’échappement afin qu’ils ne soient pas rejetés dans l’environnement. Le réacteur SCR est un système catalytique qui utilise le principe de réduction sélective des NOx par l’ammoniac (NH3), initialment produit et délivré à partir d’un stock d’urée embarqué.La similitude des technologies a permis la mise en œuvre de méthodologies communes de modélisation cinétique et de réduction de modèles, basées sur l’étude thermochimique et cinétique des réseaux réactionnels. Après application aux systèmes respectifs de piège à NOx et SCR, nous avons obtenus des modèles réduits qui ont pu être identifiés, validés et appliqués à l’observation et au contrôle des niveaux de stock des polluants (respectivement NOx et NH3)<br>The purpose of this study is to develop mathematical reduced order models for components of low consumption motor vehicles : the lean NOx trap and the SCR catalysts, used in the exhaust of Diesel engines and involved in the reduction of pollutants in exhaust emissions. These systems have in common that they aim at controling the boundaries on pollutant emissions in order to achieve the forthcoming Euro standards and they allow the optimization of the aftertreatment systems to reduce greenhouse gases.The lean NOx trap catalyst aims at collecting the NOx in order to avoid the pollution of the environment and the SCR catalyst uses the selective reduction of the NOx by the ammonia (NH3), initially produced by an embedded urea system. The similarity between the two technologies allow the implementation of common methodologies for reduced order modeling of catalytic reactors based on thermochemical and kinetic studies. After application, respectively to the NOx trap and the SCR, we obtain reduced order models which were identified, validated and implemented for the control and diagnosis of the amount of stock of the pollutants (respectively NOx and NH3)

Le projet d’optimisation du processus d’approvisionnement des clients américains du Groupe Leclerc a pour but de revoir le réseau de distribution de l’entreprise concernant leurs clients américains Client A et Client B en évaluant et comparant différents scénarios d’approvisionnement proposés par M. Stéphane Labillois, Vice-Président logistique chez Groupe Leclerc. Le réseau de distribution actuel fonctionne à partir de deux centres de consolidation du Groupe Leclerc qui sont situés à Québec et en Pennsylvanie. Le centre de consolidation de Québec approvisionne les 16 centres de distribution du Client A, et celui de Pennsylvanie, les 16 centres de distribution du Client B. Cependant, en observant la localisation de ces 32 centres de distribution, on constate que plusieurs d’entre eux sont situés près les uns des autres. La proximité des centres de distribution a mené M. Labillois à se questionner sur la possibilité d’utiliser seulement un des deux centres de consolidation afin d’approvisionner tous les centres de distribution du Client A et du Client B. De plus, M. Labillois aimerait évaluer la possibilité de confier la distribution des produits du Client A à C.H. Robinson, une entreprise qui se chargerait d’effectuer la livraison de la marchandise dans les 16 centres de distribution du Client A à partir de son hub au New Jersey. Ces différentes alternatives nous permettent donc d’établir quatre scénarios différents d’approvisionnement, soit : 1) Consolidation à Québec [S1] 2) Consolidation en Pennsylvanie [S2] 3) Consolidation à Québec avec utilisation du hub pour le Client A de [S3] 4) Consolidation en Pennsylvanie avec utilisation du hub pour le Client A [S4] Pour chacun de ces scénarios, nous avons comparé deux alternatives de transport, soit le transport en charges partielles (LTL) et le transport en charges pleines (TL). Les résultats obtenus pour les différents scénarios de transport sont présentés dans le Tableau 1 et le Tableau 2.

Le confort et l’agrément de conduite sont devenus une préoccupation centrale pour les constructeurs automobile et ceci dans un contexte concurrentiel particulièrement rude. Sur les véhicules actuels, les fonctions liées à l’agrément sont implantées dans le contrôle moteur et sont calibrés empiriquement, directement sur véhicules. Les performances obtenues sont satisfaisantes, mais la calibration s’avère lourde et coûteuse. Le présent travail s’inscrit dans ce cadre; il porte sur l’amélioration de agrément de conduite par l’élaboration de lois de commande assurant l’atténuation active des oscillations longitudinales, au travers du pilotage du moteur thermique. L’accent est mis sur le raccourcissement du temps de développement et la mise au point. Les travaux entrepris ont débouché sur :- La formalisation d’un problème de commande sous-jacent : la commande à base de prédicteurs (prédicteur de Smith généralisé et prédicteur d’état), le problème de l’implantation de telles lois de commande ont été particulièrement approfondi. - La mise en place d’un cycle générique de développement allant de l’identification à l’expérimentation en passant par la simulation. Le régulateur résultant, à deux degrés de liberté, permet de découpler les objectifs de commande et d’améliorer le ressenti des passagers. Comparée à l'existant, la stratégie conceptuelle y conduisant est particulièrement simple. Elle conduit pourtant à des résultats tout à fait intéressants, aussi bien sur le plan de la robustesse que des performances. Elle est suffisamment générique pour être « portable » sur des GMP différents (diesel, essence, hybride). De plus, la calibration « post-synthèse » sur véhicule s’avère facilitée grâce à un nombre réduit de paramètres de mise au point, ayant des significations claires. De ce fait, le temps de développement et de mise au point est considérablement raccourci. La méthodologie a été validée avec succès sur véhicules prototypes et séries<br>Driveability is one of most important aspect of customer expectations in the context of intense competition between vehicle manufacturers. At the present, the most common way to improve driveability is by calibrating test vehicles. This procedure is time and cost consuming and not repeatable. The aim of this work is to improve passenger comfort by active damping of driveline oscillations using engine as an actuator. To suit the automotive industry, the cost for the vehicle must be minimized; the control methodology should be cheap in terms of computational requirements and the development time. This work resulted on:-Formalization of one underlying control problem: predictive control for time delay systems (using generalized Smith predictor or state-predictor) and its implementation were particularly studied. - A proposition of a complete generic development cycle. It includes identification, control design, simulation and experimentation steps. The main advantage and originality of the proposed approach consists in the simplicity of the design and the possibility to refine the controller tuning directly on vehicle. As the tuning parameters are few and with a clear meaning, the benefit over previous approach is a reduced development cost and time. Experiments with the resulting control on test cars have are very successful success, showing both good performance and robustness properties; body longitudinal vibrations are greatly reduced thanks to active control

Les structures planes supportent la propagation de modes de Lamb, dont certains présentent une vitesse de groupe nulle et une vitesse de phase finie. Ces modes ZGV, favorablement engendrés et détectés par ultrasons laser, donnent lieu à des résonances locales étroites qui sont sensibles à l'épaisseur, aux propriétés élastiques et aux conditions de surface. Dans le premier volet de cette thèse, l'optimisation spatiale de la source laser (Faisceau rectangle ou Gaussien, anneau à profil rectangle ou Gaussien obtenu à l'aide d'un axicon) est étudiée afin d'améliorer la génération d'un mode de Lamb de longueur d'onde λ. Il est démontré que le rayon optimal d'un faisceau Gaussien est égal à λ/π. Les résultats théoriques sont en bon accord avec les simulations semi-analytiques et les mesures réalisées à la fréquence du mode ZGV S1S2 dans une plaque de Duralumin. Le second volet est dédié au contrôle de plaques collées par résonance ZGV. Ces structures sont décrites par un modèle rhéologique adhésif faisant intervenir des raideurs d'interface. La sensibilité des fréquences ZGV aux paramètres de la couche d'adhésif et aux raideurs d'interface est étudiée. La mesure des résonances ZGV a conduit à l'obtention des cartes de raideurs et d'épaisseur de colle. Elle a également permis de différencier des assemblages à tenue mécanique contrôlée<br>For some Lamb modes propagating in plane structures, the group velocity vanishes while the phase velocity remains finite. These modes are associated with local and narrow resonances and are sensitive to thickness, elastic properties and boundary conditions. Laser ultrasound techniques are well suited to generate and detect these resonances. In the first part of this thesis, spatial optimization of laser sources (Top-Hat and Gaussian beam, rectangular and Gaussian ring produced by an axicon-lens system) are studied in order to enhance the generation of a Lamb mode at wavelength λ. Optimal radius of a Gaussian beam is demonstrated to be λ/π. Theoretical results are shown to be in a good agreement with semi-analytical simulation and experimental results performed in a Duralumin plate at the S1S2-ZGV mode frequency. The second part of this work is dedicated to the use of ZGV resonances for the inspection of bonded plates. Trilayers are described by rheological model where interfaces are modelized by stiffnesses. The sensitivity of ZGV frequencies to the interfacial stiffnesses as well as adhesive layer parameters has been studied. Stiffnesses and adhesive thickness maps have been extracted from ZGV resonance measurements. In addition, ZGV mode measurements have been shown to allow the differenciation of controled bond strengh samples

Pour optimiser la gestion des réseaux de télécommunication, nous considérons le système de file d'attente M^X / G / 1 avec rappels et clients impatients. En utilisant la méthode des variables supplémentaires, nous obtenons les fonctions génératrices partielles de l'état stationnaire conjointe de l'état du serveur et du nombre de clients dans le groupe de rappels. Pour compléter l'analyse du modèle considéré, nous calculons la distribution stationnaire de la chaîne de Markov induite, grâce à laquelle nous présentons la propriété de la décomposition stochastique. Cependant, la fonction génératrice de la distribution stationnaire du nombre de clients dans le groupe de rappels, est obtenue sous une forme explicite, très complexe et ne révèle pas la nature de la distribution en question. Alors, nous étudions le comportement asymptotique de la variable aléatoire représentant le nombre de clients en orbite et dans le système pour des valeurs limites des différents paramètres. Nous complétons notre travail par des exemples numériques.

Contrôler un système multi-robots hautement dynamique au sein duquel évolue un grand nombre d'entités autonomes réactives est un challenge à la fois scientifique et technologique en plein essor. En effet, ceci exige non seulement d'utiliser des entités robotiques les plus élémentaires possibles mais nécessite également au niveau du contrôle, de s'éloigner davantage des conceptions centralisées et cognitives. La démarche consiste à focaliser la conception du contrôle sur l'individu élémentaire constituant le système multi-robots en prenant en compte les différentes interactions locales de cet individu avec les autres entités robotiques avec lesquels il est censé coopérer. Des effets de masse maîtrisés peuvent être ainsi obtenus et vont permettre d'augmenter à la fois la vitesse, la flexibilité et la robustesse d'exécution des tâches complexes entreprises. Les travaux de recherche présentés dans ce mémoire partent du principe d'une conception ascendante (Bottom-Up) des architectures de contrôle et ce afin de briser la complexité inhérente aux systèmes multi-robots. Plus spécifiquement, nous proposons un Processus de Sélection d'Action Hiérarchique appelé PSAH qui permet à l'échelle du robot de coordonner l'activité d'un ensemble de primitives élémentaires (comportements) d'une manière hiérarchique et flexible, et à l'échelle du groupe de robots d'atteindre une coordination entre robots favorisant des buts globaux. Les performances du PSAH ont été améliorées par la suite via l'adjonction d'un mécanisme de fusion d'actions approprié conduisant à un nouveau processus de sélection appelé PSAHH (PSAH-Hybride). Les formalismes des algorithmes génétiques ont été utilisés par la suite pour proposer une méthodologie permettant l'obtention des paramètres prépondérants pour le fonctionnement du PSAHH. La validation des résultats s'est effectuée au travers d'expérimentations sur des mini-robots ALICE et plus largement sur un ensemble d'études statistiques réalisées sur un grand nombre de données obtenu grâce au simulateur MiRoCo (Mini-Robotique Collective). Ce simulateur a été conçu et développé dans le cadre de nos travaux de thèse dans le but de simuler d'une manière précise et rigoureuse des systèmes multi-robots à forte dynamique d'interaction.

Depuis la mise sur le marché de l'imatinib (ou Gleevec®), les protéines kinases sont devenues des cibles thérapeutiques privilégiées dans le traitement de multiples pathologies. Parmi les huit groupes de protéines kinases, le groupe CMGC contient 61 kinases sérine-thréonine, dont les CDKs (cyclin-dependent kinases), les GSK3 (glycogen synthase kinase 3), les CLKs (Cdc2-like kinases) ou encore les DYRKs (dual specificity,tyrosine phosphorylation-regulated kinases). Néanmoins, l'un des défis majeurs dans le développement d'inhibiteurs de kinases reste la sélectivité vis-à-vis des autres protéines kinases car la majorité de ces composés se place dans la poche ATP, site commun à toutes ces protéines. L'objectif de notre équipe est de synthétiser de nouveaux inhibiteurs sélectifs des protéines kinases du groupe CMGC. Dans cette présentation, nous décrirons la synthèse, l'évaluation des relations structure-activité et l'optimisation de la sélectivité de trois séries d'inhibiteurs hétérocycliques. A partir de l'inhibiteur N-&amp;-N1 (GP0210) développé dans notre laboratoire et actuellement en phase préclinique, la synthèse et l'évaluation biologique d'une nouvelle chimiothèque de pyrazolo[1,5-a]triazines ont permis d'identifier deux séries de composés responsables de l'inhibition d'une part de CDKs et d'autre part de GSK3. Sur la base du composé AT7519, inhibiteur de CDKs et GSK3 actuellement en phase clinique en oncologie, nous avons découvert de nouveaux pyrazole-3-carboxamides, inhibiteurs sélectifs de GSK3 avec de nouvelles indications thérapeutiques. Enfin, nous avons préparé des dérivés de la famille des mériolines, inhibiteurs non sélectifs de protéines kinases, présentant des activités d'inhibition nanomolaires sur les kinases CLKs et une sélectivité vis-à-vis des autres protéines kinases du groupe CMGC, en particulier les DYRKs. Ce dernier résultat n'avait jamais été observé jusqu'à ce jour<br>Since the approval of imatinib (or Gleevec®), protein kinases have become major targets for the treatment of several pathologies (cancer, neurodegenerative diseases,…). Among the eight existing groups of protein kinases, the CMGC group consists of 61 serine-threonine kinases classified as CDKs (cyclin-dependent kinases), GSK3 (glycogen synthase kinases), CLKs (Cdc2-like kinases), DYRKs (dual specificity, tyrosine phosphorylationregulated kinases) or other sub-families. Nevertheless a major challenge remains concerning the development of kinase-modulating small molecules: the selectivity of these new inhibitors, which generally bind in the ATPbinding pocket, a common site for all protein kinases. Our team aims at synthesizing original and selective inhibitors of CMGC kinases. In this presentation, we are introducing the synthesis, the evaluation of the structure-activity relationships and the optimization of the selectivity of three series of heterocyclic inhibitors, targeting CMGC protein kinases. Based on N-&amp;-N1 (GP0210), an inhibitor developed in the laboratory and currently in preclinical trials, the synthesis and the biological evaluation of a library of pyrazolo[1,5-a]triazines led to the identification of two series of compounds which inhibit CDK on the one hand and GSK3 on the other hand. From AT7519, a CDK and GSK3 inhibitor currently in phase II clinical trials in oncology, we synthesized new pyrazole-3-carboxamides, which are selective GSK3 inhibitors and may have different therapeutical applications. Finally we prepared derivatives of meriolines, CDK inhibitors that have been previously developed in our laboratory. These new compounds inhibit CLKs on the nanomolar scale and are selective against other CMGC kinases, especially against DYRKs. This last result has never been obtained so far

Les constructeurs automobiles travaillent depuis quelques décennies à être éco-responsables en réduisant la consommation de carburant pour diminuer la production de CO₂. A cet effet, les véhicules automobiles en constante amélioration de leurs performances voient alors accroître les vibrations de torsions induites par les à coups de couple des pistons dans le cas d'un moteur thermique ou les contacts entre engrenages dans les réducteurs et/ou les boîtes de vitesses pour n'importe quel type de transmission. Plusieurs méthodes de filtration des vibrations sont appliquées au cœur de la chaîne de traction, notamment le volant bi-masse ou l'absorbeur pendulaire centrifuge qui reposent tous deux sur le principe d'un batteur accordé respectivement sur une fréquence et sur un ordre d'acyclisme. De par la rigueur que requiert l'accord de ces absorbeurs pour fonctionner efficacement, on souhaite élaborer un nouveau type d'absorbeur beaucoup plus modulable. Cette thèse a pour but de concevoir un prototype d'absorbeur vibratoire basé sur un circuit électrique. L'absorbeur utilisé est un shunt électromagnétique qui permet de coupler la structure en vibration avec un circuit électrique dont les composants sont choisis pour reproduire le comportement d'un amortisseur mécanique, en particulier celui de l'absorbeur pendulaire sans la non-linéarité intrinsèque qui l'accompagne. Des applications du shunt électromagnétique sur une structure en vibration forcée montrent des résultats encourageant pour l'intégration d'un tel absorbeur dans un groupe moto-propulseur<br>For some decades automotive manufacturers are being evermore environmentally awake by reducing fuelconsumption in order to decrease the CO₂ emissions. In this context automotive vehicle performances keeps onprogressing in term of power, nevertheless there is an amplification of torsional vibrations coming fromirregular torques of the internal combustion engine or contacts between gears of the reducer and/or the gearboxfor any kind of powertrain. Several means enable the mitigation of these vibrations are applied in thepowertrain. For example, the dual mass flywheel or the centrifugal pendulum absorber which are based on theprinciple of the dynamic vibration absorber respectively tuned to a frequency and an acyclic order. To operateefficiently these dampers, the accuracy of the tuning is important. This is why we want to design a damperprototype more adjustable than the previous ones. This thesis aims to design a damper prototype based on anelectric circuit. The damper used here is an electromagnetic shunt which enables the coupling between thevibrating structure and an electric circuit. The components of this circuit are chosen in order to imitate thebehaviour of mechanical dampers, in particular the centrifugal pendulum absorber but without non-linearitiesintrinsic from the latter. Some applications of the electromagnetic shunt on a structure in forced vibration showpromising results for the integration of such an absorber in a powertrain

Un contrôle moteur conventionnel se compose de deux niveaux de commande dénommés strates " groupe motopropulseur " et " moteur ". Historiquement, la conception de ce dispositif s'est organisée autour d'une logique organique, focalisée sur la composition matérielle de la chaîne de production de couple. Ceci explique que les moyens de développement soient, aujourd'hui encore, découplés et spécifiques à chaque type de motorisation, diesel ou essence. L'heure est désormais à la recherche d'une approche davantage fonctionnelle, et de chaînes de développement aussi génériques et mutualisées (en diesel, essence, voire hybride) que possibles, dans l'objectif de réduire les temps et coûts de développement. En effet, le besoin fonctionnel de la strate GMP est indépendant de l'architecture moteur, et, vue du GMP, la strate moteur n'est autre qu'un générateur de couple aux amplitudes et dynamiques diverses. Cette structuration ouvre la possibilité de traiter les spécificités Essence et Diesel au travers d'une gestion appropriée des dynamiques, dans le sens GMP vers moteur, et de la prise en compte de fonctions de contrainte transversales dans le sens moteur vers GMP. Dans ce contexte et à cette fin, cette thèse inventorie et explore différentes possibilités offertes par la théorie de la commande : commande hiérarchisée, commande optimale, commande prédictive, commande avec anticipation. In fine, la thèse met à disposition du projet une architecture de commande (articulation commande prédite / commande anticipée à l'interface des deux strates), et des outils pour son développement. Elle donne également quelques éléments permettant de jauger son intérêt et faisabilité de mise en œuvre.

L'étude porte sur la gestion de la distribution instantanée de la puissance entre une pile à combustible et un élément de stockage afin d'assurer la puissance électrique nécessaire à la traction d'un véhicule électrique hybride. L'objectif visé est la minimisation de la consommation d'hydrogène sur un cycle donné. Le problème est formulé en tant que problème d'optimisation globale sous contraintes. Dans une première approche, le système est décrit sous forme d'une équation dynamique discrétisée et un algorithme de programmation dynamique est appliqué. Une seconde approche consiste à minimiser le hamiltonien après avoir approché le critère coût par une fonction polynomiale. Ces méthodes nécessitent la connaissance a priori du profil de puissance demandée et se classent parmi les méthodes d'optimisation hors ligne. Pour une gestion en ligne de l'énergie, nous avons appliqué un système de décision à base de règles floues. Les fonctions d'appartenance des entrées et sorties du système flou sont optimisés à l'aide d'un algorithme génétique. Afin d'appliquer les stratégies évoquées, un bilan énergétique du groupe électrogène formé de la pile et ses auxiliaires, de l'élément de stockage et des convertisseurs statiques est effectué.

Le présent travail de thèse a pour but d’étudier et d’améliorer la logistique du groupement hospitalier de Mulhouse sud-Alsace (GHRMSA). Notre étude se focalise sur les problématiques liées à la pharmacie à usage interne de l’hôpital Émile Muller de Mulhouse, car cette dernière est destinée à devenir la pharmacie centrale du groupement. Cette nouvelle considération implique une centralisation de certains processus pharmaceutiques tels que la gestion et la stérilisation des dispositifs médicaux nécessaires au bon déroulement des interventions chirurgicales pratiquées quotidiennement dans les différents centres de soins du groupement.Ce travail est donc divisé en deux parties distinctes ayant pour dénominateur commun la gestion des dispositifs médicaux.En effet, dans un premier temps nous envisageons l’optimisation des méthodes d'implantation pour le stockage de ces dispositifs. Les particularités du milieu hospitalier par rapport au milieu industriel nous permettent de mettre en place des méthodes d’agencement de stock dans le but de minimiser la distance moyenne parcourue par les agents lors de la phase de collecte. Tout d'abord, nous proposons un modèle mathématique linéaire, puis nous présentons une heuristique dédiée, mais aussi des méthodes hybridées combinant cette heuristique avec un algorithme génétique puis un branch and bound. Afin d’affiner ce travail, et de se projeter dans l’avenir, nous proposons ensuite une méthode d'optimisation de la collecte d’une liste de dotations au sein du stock prenant en compte des contraintes liées à l’utilisation d’un véhicule de transport et d’un stockage multi niveau, à savoir : l’impossibilité de faire des demi-tours, le respect du sens de circulation et le respect de la charge maximale transportable. Chacune de ces contraintes peut être prise en compte ou ignorée pour représenter au mieux la réalité.Dans un second temps, nous proposons des méthodes d’ordonnancement des interventions chirurgicales pratiquées par le GHRMSA. La particularité de ce travail et de se focaliser d’avantage sur l’assignation des ressources, c’est à dire des boites de dispositifs médicaux. Le but est de renforcer les liens décisionnels existants entre la pharmacie et les différents blocs opératoires de chaque site afin de lisser la charge de travail du service de stérilisation et d’assurer une meilleure réactivité en cas d’urgences ou d’imprévus. Pour résoudre ce problème d’ordonnancement avec affectation de ressources, nous définissons un modèle mathématique linéaire et proposons un algorithme d’optimisation par essaim particulaire pour minimiser le nombre de boites de dispositifs médicaux nécessaires. Enfin, nous étendons le problème initial avec la prise en compte du transport inter-sites. Nous détaillons alors une méthode pour définir des plannings d’interventions et de livraison des dispositifs médicaux pour minimiser le coût global en fonction des caractéristiques du système de transport<br>The purpose of this thesis is to study and improve the logistical aspects of the hospitals group named "Groupement Hospitalier de Mulhouse Sud-Alsace" (GHRMSA). Our study focuses on the problematics of the pharmacy of the Emile Muller hospital at Mulhouse in France, which is dedicated to become the central pharmacy of the group. This new consideration implies to centralize several pharmaceutical processes such as the medical devices management which are mandatory for surgical operations. This work is divided into two different parts on the management of surgical devices.Indeed, as a first step we study the optimization of the layout to store surgical devices. The special characteristics of the pharmaceutical environment compared to the industrial one are used to propose methods to design layouts of the warehouse in order to minimize the average distance traveled by the employees during the picking phase. First, we define a linear mathematical model and a dedicated heuristic but also two other methods hybridizing the latter with genetic algorithms and branch and bounds. In order to improve this work and prepare the future, we also propose methods to optimise the routing of the employees to completes endowment lists using a transport vehicle with a multi level storing policy. The use of such a vehicle implies the following constraints: u-turn impossibility, imposed traffic direction and respect of the transport capacity. Any of theses constraints can be considered or not in order to create a model as near as possible of the real world.As a second step, we propose surgical operations scheduling methods. This work focuses on the assignment of the needed surgical devices boxes. The purpose is to improve the decision between the operating theaters of each site of the hospital group and the sterilization service in order to smooth the sterilization workload and to improve the reactivity in case of emergencies or any other unexpected problems. To solve the scheduling problem, we define a linear mathematical model as well as a particle swarm optimization algorithm to create surgical operations plannings which minimize the number of needed surgical devices boxes. Moreover, we extend the initial problem with the transport between hospital locations, and present a method to create plannings for surgical operations and for the delivery of the surgical boxes to minimize the global cost considering the parameters of the transport system

L'objet de la thèse est l'étude comparative de différentes méthodes développées par les roboticiens pour le calcul du modèle dynamique inverse d'un robot manipulateur ayant une chaine cinématique simple, dotée de liaisons rotoides et/ou prismatiques. Apres avoir rappelé l'algèbre de Lie du groupe des déplacements, l'algèbre des systèmes hypercomplexes et la théorie des vecteurs duaux, la formulation du modèle dynamique inverse sous forme implicite et explicite à l'aide des vecteurs duaux et du groupe de Lie des déplacements est proposée. (la formulation à l'aide des systèmes hypercomplexes est abandonnée devant la complexité du calcul de l'operateur d'inertie). Les deux méthodes utilisées se révèlent équivalentes. Leur optimisations'avère encore plus performante grâce à l'introduction de la notion de corps augmenté. Une application au robot Comau-Polar 6000 montre l'efficacité des deux méthodes et permet de les situer au même niveau que celle proposée par Renaud.

La réduction de la masse des véhicules, notamment des Groupes Motopropulseurs contribue à la réduction des émissions polluantes. Aujourd’hui afin d’aboutir à cet objectif, la conception de pièces automobiles (Carter Mécanisme, Carter Cylindre) en matériau allégé tel que l’aluminium et ses alliages est en plein essor. Pour la production de grande série, ces alliages sont mis en œuvre par le procédé de fonderie ‘’Aluminium sous pression’’.Ce procédé utilise des moules métalliques. La maîtrise du comportement thermique du moule : chauffage, refroidissement interne (par circuit) et externe, est un point clef pour la qualité et la cadence de production.Dans ce mémoire, le processus industriel est détaillé depuis la fermeture du moule et l’injection du métal liquide jusqu’à l’ouverture du moule et l’extraction de la pièce (carter mécanisme RENAULT). Ensuite, le design détaillé du moule, les différentes générations de circuit de refroidissement et les paramètres de chaque étape de la fabrication utilisés compte tenu du système de refroidissement actuel sont présentés. Le circuit de refroidissement du moule est aujourd’hui positionné dans le moule de façon empirique. Le but ultime de cette thèse est de donner les éléments clés de la conception du circuit de refroidissement d’un point vue thermique. Pour cela, une modélisation complète du phénomène a été réalisée et validée par 8 thermocouples et la position du system de refroidissement a été définie a partir des équations thermiques. Le cycle thermique du moule a été donc optimisé et nous a permis d’abaisser et d’homogénéiser les champs de température à la surface du moule pendant la production en vue d’une augmentation de la productivité, la santé des pièces et la durée de vie du moule<br>Reducing the weight of vehicles, specially the powertrain Group, contributes to the reduction of the emissions. Today, in order to achieve this objective, the automobile parts conception (Housing gear box, Cylinder block) in lightweight materials such as aluminum and its alloys is increasing. For the mass production, aluminum alloys are formed by a foundry process called ‘’High Pressure Die Casting’’.This process uses the metal molds. Control the thermal behavior of the mold : Heating, intern cooling (by circuit) and extern cooling, is a key point to ensure castings quality and rate of production.In this thesis, the industrial process has been detailed since the mold closing and aluminum melting injection in the die, to the mold opening time and the part (Gearbox RENAULT) ejection. Then, the mold design details, different generation of the cooling systems and the parameters of each step of the manufacturing process taking into account the actual cooling system are presented. The actual cooling systems in the dies are positioned today in empirical way. The ultimate goal of this thesis is to provide the key elements for the cooling system conception from the thermal behavior point of view. For this one, a complete modeling of the phenomena has been realized and validated by 8 thermocouples and the cooling system position has been defined from the thermal equations. The thermal cycle of the die has been optimized and allowed us to reduce and homogenize the temperature fields on the die surface during the production. The rate of production, the castings quality and the lifetime of the die have been consequently increased

Dans le contexte de la surveillance spatiale, nous nous intéressons à un amas de débris évoluant en orbite autour de la Terre et observé par un capteur radar.Il est alors constaté que l'ensemble des débris se disperse selon une forme bananoïdale due à leur mouvement contraint par les lois de Kepler.Cette répartition est représentative d'échantillons gaussiens concentréssur le groupe de Lie SE(3) et peut être complètement caractérisée par unematrice de covariance inconnue.Nous proposons dans cette thèse une reformulation originale sur groupe de Liedu modèle d'observation de l'amas. Ce dernier est alors modélisé comme une cibleétendue caractérisée par sa forme et et son centroïde. De cette manière, nous reconsidéronsl'estimation de ces derniers comme un problème d'inférence sur variété.La géométrie de l’amas est ainsi intrinsèquement prise en compte. Deux algorithmes sur groupes de Liesont alors proposés afin d'estimer respectivement de manière statique et dynamique les paramètres de l'amas.Dans une première partie du manuscrit, l'enjeu de la surveillance spatiale est souligné et les principales méthodes de pistage de débris sont rappelées.Dans une seconde partie, les fondements des groupes de Lie sontprésentés. La troisième partie est axée sur les contributions de la thèse etpropose un modèle et deux algorithmes d'estimation de la forme et du centroïde d’un amas qui sont ensuite testés sur différents scénarios de simulation.La dernière partie est consacrée à une contribution théorique danslaquelle est mise en place une borne d'erreur d'estimation bayésienne sur groupe de Lie<br>In the context of space surveillance, we are interested in a cluster of debris evolving in orbit around the Earth and observed by a radar sensor.It is then observed that the debris spreads out taking a bananoid shape due to their movement constrained by Kepler's laws.This distribution is representative of concentrated Gaussian samples on the Lie group SE (3) and can be completely characterized by anunknown covariance matrix.We propose in this thesis an original reformulation of the cluster observation model on Lie groups. The latter is then modeled as an extended targetcharacterized by its shape and its centroid. In this way, we reconsiderits estimation as a manifold inference problem.The geometry of the cluster is thus intrinsically taken into account. Two algorithms on Lie groups are then proposed in order to estimate respectively statically and dynamically the parameters of the cluster.In the first part of the manuscript, the issue of space surveillance is underlined and the main methods for tracking debris are recalled.In a second part, the foundations of Lie groups arepresented. The third part focuses on the contributions of the thesis andproposes a model and two algorithms for estimating the shape and centroid of a cluster which are then tested on different simulation scenarios.The last part is devoted to a theoretical contribution inwhich is proposed a bound for Bayesian estimation error on Lie groups

Le contexte de cette thèse est l'étude de deux solutions technologiques en cours d'évaluation pour résoudre des problèmes énergétiques, environnementaux et économiques posés par le transport automobile. La première est une solution de rupture consistant à développer un groupe motopropulseur avec pile à combustible et reformeur embarqué. La deuxième solution, plus classique, tire profit des nombreux travaux faits sur les moteurs thermiques dépollués. Le travail réalisé concerne le développement de lois de commande et de diagnostic permettant d'optimiser le rendement dynamique du groupe motopropulseur sous contraintes d'autonomie, de pollution et de coût. Cela nous a conduit à proposer des modèles réduits des principaux phénomènes physico-chimiques mis en jeu dans les différents organes de deux groupes motopropulseurs. L'étude approfondie de ces deux systèmes nous a révélé plusieurs similitudes structurelles qui nous ont permis de formaliser un problème de commande commun à ces deux systèmes de conversion d'énergie. Nous avons alors proposé une loi de commande quasi optimale d'un groupe motopropulseur assez général sous les contraintes définies précédemment. Les différents modèles sont validés avec des essais expérimentaux et les algorithmes de commande et de diagnostic sont validés en simulation et en prototypages. Mots-clés Automatique : Modélisation, Réduction de modèles, Commande, Diagnostic Automobile : Groupe motopropulseur, Pile à combustible, Reformeur, Condenseur, Catalyseur d'oxydation, Filtre à particules Divers : Electrochimie, Thermique, Catalyse, Combustion, Condensation, Gestion d'énergie, Gestion de stocks, Dépollution

Nous nous intéressons dans cette thèse à la problématique de la décision collective. L’objectif est de déterminer une solution de compromis pour des problèmes soumis à de multiples points de vue. Les problèmes considérés sont de nature combinatoire. Plus précisément, il s’agit de la classe des systèmes d’ensembles qui ont une structure de matroïde. La théorie des matroïdes est centrale en optimisation combinatoire, elle a permis d’unifier des structures apparemment séparées comme les arbres et les couplages dans les graphes et elle a engendré des algorithmes efficaces pour résoudre des problèmes d’optimisation non triviaux en temps polynomial. Nous nous intéressons à fournir des algorithmes d’approximation polynomiaux centralisés et décentralisés avec garantie de performance pour déterminer une solution de compromis qui est une base du matroïde. La solution de compromis doit également être équitable pour tous les membres de la collectivité. Nous portons un intérêt particulier au problème de partage équitable de biens indivisibles qui est une thématique importante en choix social computationnel et dont le problème se modélise par les matroïdes<br>In this thesis, we are interested in collective decision-making. The objective is to find a tradeoff solution for problems that are evaluated by multiple points of view. We consider problems having a matroid structure. Matroid theory is significant in combinatorial optimization, it helped to unify apparently separated structures like forests and matchings in graphs and it includes efficient algorithms for solving non-trivial optimization problems in polynomial time. We are interested to provide polynomial time centralized and decentralized approximation algorithms for finding a tradeoff solution which is a base of the matroid. The tradeoff solution must also be fair for all the members of the community. We are particularly interested in the issue of the fair division of indivisible goods which is central in computational social choice and that can be modeled by matroids

Cette thèse traite principalement des contreparties combinatoires et constructives de certains théorèmes d'optimisation combinatoire qui font appel à des outils de topologie algébrique. Des généralisations des lemmes de Sperner et des formules combinatoires de Ky Fan sont proposées, ainsi que des applications à la coloration des graphes de Kneser et au célèbre problème du partage équitable du collier. Un problème d'ordonnancement lié à ce dernier problème est également abordé. Enfin, le dernier chapitre contient des résultats nouveaux pour les sigma-jeux (jeux de lampes) sur la grille.

Le thème de la présente recherche est l'étude des conditions dans lesquelles se développent les compétences interculturelles des jeunes immigrants en milieu scolaire à Sherbrooke. La problématique met en évidence divers questionnements en lien non seulement avec l’évolution de la société québécoise, mais aussi avec les besoins propres aux systèmes éducatifs et aux contextes dans lesquels évoluent les personnes concernées. Au niveau national et particulièrement au plan institutionnel, ces contextes sont de plus en plus marqués par l’émergence d’expériences interculturelles complexes. Celles-ci constituent des phénomènes dynamiques et en transformation; elles provoquent des sentiments multiples, des comportements spécifiques, des troubles émotionnels, des chocs culturels, etc. Ces phénomènes s’accentuent proportionnellement à l’augmentation du nombre de nouveaux arrivants dans certaines régions. Ainsi, le nombre des jeunes immigrants à Sherbrooke s’accroît sans cesse. Les professionnels du milieu scolaire ne savent plus comment agir de façon adéquate dans une telle situation ; ils déplorent leur propre manque de connaissances et de ressources dans ce domaine, étant donné que l'augmentation de l'immigration vers les petites villes constitue un phénomène relativement nouveau au Canada. Ce phénomène demeure largement sous-représenté dans la documentation scientifique. Il est traité de manière parcellaire et peu adaptée aux réalités spécifiques des adolescents évoluant dans une telle région. Il s’agit donc d’un champ conceptuel à redéfinir; son cadre de référence est à rebâtir. Dès lors, il s’avère impératif de mener une analyse fine pour mieux comprendre le processus de développement des compétences interculturelles chez les immigrants, afin de mettre en place des outils efficaces pour une meilleure appropriation des connaissances et des actions pertinentes dans plusieurs sphères culturelles et institutionnelles. Pour cela, nous avons adopté un modèle de référence structurant permettant d’analyser les conditions du développement des compétences vues sous l’angle des facteurs favorables et défavorables, en allant du microsystème au macrosystème. Quatre types de répondants ont été interrogés : les jeunes québécois, les adolescents immigrants et leurs parents, ainsi que les enseignants œuvrant au sein des classes multiethniques, pour obtenir un regard global sur les témoignages des différents acteurs concernés par les expériences d'intégration. A l’issue des analyses, les résultats montrent que les conditions étudiées relèvent de plusieurs facteurs essentiels, qui sont classés selon l’écosystème. On y retrouve principalement les degrés de motivation et d’estime de soi, l’image perçue de l’école (microsystème), les stratégies parentales (mesosystème), la formation et les approches des enseignants (exosystème) ainsi que les lois touchant à l’accueil scolaire (macrosystème). De plus, il faut noter que les jeunes immigrants tendent à s’acculturer plus rapidement et au mieux dans la nouvelle société aussi bien que dans le nouveau collectif scolaire.Dans le présent travail, les concepts traités en rapport avec la notion des compétences interculturelles se trouvent enrichis par des apports multidisciplinaires (psychologie, sciences de l’éducation, sociologie, ainsi qu’anthropologie)<br>The subject matter of the present research is the analysis of conditions in which immigrant youth develop their cross cultural competences in school milieu in Sherbrooke.Several questions pertaining to changes taking place in Quebec society and the particular needs of Quebec’s educational system, in which the target population evolves, are outlined. Nationally, and particularly on the institutional level, the emergence of complex intercultural trajectories is increasingly taking center-stage. Such experiences represent dynamic evolving phenomena that provoke various feelings, specific behavior patterns, emotional disorders and cultural shocks. They are more clearly identifiable in certain regions where the number of newly arrived immigrants continuously grows. And the immigration in Sherbrooke is in constant evolution. Academic professionals are not sufficiently skilled to adequately perform in this kind of situations. They deplore their lack of knowledge and resources in this area, given that immigration to small towns on this scale is a relatively new phenomenon in Canada.Furthermore, this new phenomenon remains largely unexplored in the scientific domain. This subject is only partially paid attention to and is poorly adapted to the specific realities of immigrant youth being brought up in such regions.The conceptual field and frame of reference appear to have to be entirely reconstructed. To do so, it is necessary to analyze the conditions in which immigrant youth develop their cross-cultural competencies as it would allow us to understand the process of how they are acquired.Such subtle analysis will provide for carrying out tools and techniques to better equip academic professionals with knowledge and skills to help them face their new school realities and act in an appropriate and efficient manner.To address this need, we deployed an analysis pattern, which allowed us to study the evolution of cross-cultural competences by considering positive and negative factors for their development. These factors have been classified in an ecosystem, going from micro-system to macro-system.In the present study four types of respondents were interrogated: Quebecois youth, immigrant youth and their parents and teachers working in multicultural classes. These four respondents’ types were necessary to obtain a comprehensive view of the immigrant situation and their integration. We used focus groups, projective imagination test and face to face interviews.The results of the global analysis have shown that there are several crucial factors which were classified into the ecosystem. The main identified factors are: the degree of self-motivation, self esteem and how the school image is perceived (microsystem), parental strategies (mesosystem), teachers’ academic background and their tutorial approach, as well as policies around “welcome classes” structure (macrosystem). Moreover, we noticed that immigrant youth tend to faster adopt and integrate the culture of the Quebec society as well as merge with the new school community.The present research aimed to study the concepts of cross-cultural competencies has been enriched by the multidisciplinary approach we have applied throughout our analysis (psychology, pedagogy, sociology and anthropology)

L'algèbre des fonctions symétriques est un outil majeur de la combinatoire algébrique qui joue un rôle central dans la théorie des représentations du groupe symétrique. Cette thèse traite des fonctions quasisymétriques, une puissante généralisation introduite par Gessel en 1984, avec des applications significatives dans l'énumération d'objets combinatoires majeurs tels que les permutations, les tableaux de Young et les P-partitions. Plus précisément, nous trouvons un nouveau lien entre l'extension des fonctions quasisymétriques de Chow à des groupes de Coxeter de type B et des tableaux de dominos. Ceci nous permet d'apporter de nouveaux résultats dans divers domaines, notamment les constantes de structure de l'algèbre de descente de Solomon de type B, l'extension de la théorie de la Schur-positivité aux permutations signées et l'étude d'une formule de Cauchy de type B $q$-déformée avec des implications importantes statistiques pour les tableaux dominos.Parmi les bases remarquables de l'algèbre des fonctions symétriques, les fonctions de Schur ont fait l'objet d'une attention particulière car elles sont étroitement liées aux caractères irréductibles du groupe linéaire général et aux diagrammes de Young. La fonction symétrique de Schur est la fonction génératrice des tableaux de Young semistandards. Ce résultat s'étend aux formes gauches et permet d'écrire n'importe quelle fonction de Schur (gauche) comme la somme des fonctions quasisymétriques fondamentales de Gessel, indexées par l'ensemble de descente de tous les tableaux de Young standard d'une forme donnée. En outre, la célèbre formule de Cauchy pour les fonctions de Schur donne une preuve algébrique de la correspondance de Robinson-Schensted-Knuth. Enfin, les constantes de structure pour la multiplication et la comultiplication des polynômes de Schur sont respectivement les coefficients de Littlewood-Richardson et de Kronecker, deux familles importantes de coefficients ayant diverses applications combinatoires et algébriques. En utilisant des résultats connus sur les fonctions quasisymétriques fondamentales de Gessel, nous montrons que ces propriétés impliquent directement et de façon purement algébrique divers résultats pour les constantes de structure de l'algèbre de descente de Salomon d'un groupe de Coxeter fini de type A et la propriété de préservation de descente de la correspondance de Robinson-Schensted, un outil essentiel pour identifier les ensembles Schur-positifs, c'est-à-dire les ensembles de permutations dont la fonction quasisymétrique associée est symétrique et qui peut s'écrire sous la forme d'une somme non négative de fonctions symétriques de Schur.Pour étendre ces résultats aux groupes de Coxeter de type B, nous avons introduit une famille de fonctions génératrices modifiées pour les tableaux de dominos et la relions aux fonctions quasisymétriques fondamentales de type B de Chow. Grâce à cette relation, nous obtenons de nouvelles formules reliant les constantes de structure de l'algèbre de descente de Salomon de type B aux coefficients de Kronecker et de Littlewood-Richardson de type B.Cela nous permet en outre d'introduire une nouvelle extension de type B de la Schur-positivité basée sur une définition de la descente pour les permutations signées, conforme à la définition abstraite de Solomon pour tous les groupes de Coxeter. Nous concevons des bijections préservant la descente entre des permutations d'arc signées et des ensembles de tableaux de dominos afin de montrer qu'ils sont bien type B Schur-positifs.Enfin, nous introduisons une $ q $-déformation des fonctions génératrices modifiées pour les tableaux de dominos afin d'étendre une identité de Cauchy de type B proposée par Lam et de la lier aux fonctions quasisymétriques de Chow. Nous appliquons ce résultat à un nouveau cadre de positivité de type B $ q $ -Schur et à la démonstration de nouveaux résultats d'équidistribution pour certains ensembles de tableaux de dominos<br>The algebra of symmetric functions is a major tool in algebraic combinatorics that plays a central role in the representation theory of the symmetric group. This thesis deals with quasisymmetric functions, a powerful generalisation introduced by Gessel in 1984, with significant applications in the enumeration of major combinatorial objects as permutations, Young tableaux and P-partitions. More specifically we find a new connection between Chow's extension of quasisymmetric functions to Coxeter groups of type B and domino tableaux. It allows us to contribute new results to various fields including the structure constants of type B Solomon's descent algebra, the extension of the theory of Schur-positivity to signed permutations and the study a $q$-deformed type B Cauchy formula with important implications regarding statistics for domino tableaux.Among the remarkable bases of the algebra of symmetric functions, Schur functions received a particular attention as they are strongly related to the irreducible characters of the general linear group and Young diagrams. The Schur symmetric function is the generating function for semistandard Young tableaux. This result extends to skew shapes and allows to write any (skew-) Schur function as the sum of Gessel's fundamental quasisymmetric functions indexed by the descent set of all standard Young tableaux of a given shape. Furthermore the celebrated Cauchy formula for Schur functions gives an algebraic proof of the Robinson-Schensted-Knuth correspondence. Finally, the structure constants for the outer product and inner product of Schur polynomials are respectively the Littlewood-Richardson and Kronecker coefficients, two important families of coefficients with various combinatorial and algebraic applications. Using known results about Gessel's fundamental quasisymmetric functions we show that these properties imply directly and in a pure algebraic fashion, various results for the structure constants of the Solomon descent algebra of a finite Coxeter group of type A and the descent preserving property of the Robinson-Schensted correspondence, an essential tool to identify Schur-positive sets, i.e. sets of permutations whose associated quasisymmetric function is symmetric and can be written as a non-negative sum of Schur symmetric functions.To extend these results to Coxeter groups of type B we introduced a family of modified generating functions for domino tableaux and relate it to Chow's type B fundamental quasisymmetric functions. Thanks to this relation we derive new formulas relating the structure constants of the type B Solomon's descent algebra with type B Kronecker and Littlewood-Richardson coefficients.It further allows us to introduce a new type B extension of Schur-positivity based on a definition of descent for signed permutations that is conform to the abstract definition of Solomon for any Coxeter groups. We design descent preserving bijections between signed arc permutations and sets of domino tableaux to show that they are indeed type B Schur-positive.Finally, we introduce a $q$-deformation of the modified generating functions for domino tableaux to extend a type B Cauchy identity by Lam and link it with Chow's quasisymmetric functions. We apply this result to a new framework of type B $q$-Schur positivity and to prove new equidistribution results for some sets of domino tableaux

Avec la montée de la connectivité entre les appareils (internet des objets), nouvelles possibilités de coordination entre les différentes entités ont ouvert. En même temps, des résultats récents, issus de la théorie de l'information, ont fourni des limites pour la performance optimale que tout système de coordination pourrait atteindre sous certaines structures d'information. Dans cette thèse, nous développons ces résultats théoriques dans le but de les rendre plus facilement applicable aux problèmes pratiques. À cet égard, la contribution de cette thèse est double : 1) En outre développer les résultats théoriques pour fournir un aperçu de la structure des solutions au problème d'optimisation posés dans les travaux antérieurs, ainsi que la généralisation des résultats. 2) Développer des algorithmes qui exploitent le cadre théorique fourni par les travaux antérieurs pour concevoir des mécanismes de coordination pratiques, décentralisées et robustes. La généralité de l'approche se prête à diverses applications, dont les éléments suivants ont été traités: optimisation de puissance dans les réseaux sans fil, planification de la consommation d'énergie dans les applications de réseau intelligent, ainsi que Witsenhausen contre-exemple, un problème important issu de la théorie du contrôle. Diverses possibilités sont encore à venir pour exploiter le cadre et les outils développés ici. En effet, ils pourraient être utiles même dans des domaines qui ne sont pas abordés dans cette thèse, mais qui nécessitent une coordination entre les agents avec des informations différentes à la disposition de chacun<br>With the rise in connectivity between appliances (Internet of Things), new avenues for coordination between various entities have opened up. At the same time, recent information theoretical results have provided bounds for the performance that any coordination scheme could achieve under certain information structures. In this thesis, we further develop those information theoretical results with the aim of making them applicable more easily to practical problems. In this regard, the contribution of this thesis is twofold: 1) Further developing the aforementioned information theoretical results to provide insights into the structure of the solutions to optimization problem posed in them, as well as generalizing some results. 2) Developing algorithms which exploit the theoretical framework provided by Information theory to devise practical, decentralized and robust coordination schemes. The generality of the approach lends itself to various applications, of which the following were treated: power optimization in wireless networks, power consumption scheduling in smart grid applications, as well as Witsenhausen counterexample, an important toy problem in control theory. Various opportunities still lie ahead to exploit the framework and tools developed herein. Indeed, they could be useful even in domains which have not been explored in this thesis but which require coordination between agents with different information available to each