Дисертації з теми "Sens électrique"

Le but de cette thèse est de contribuer à la perception sous-marine pour des applications de robotique grâce à un champ électrique. Nous proposons de nouvelles méthodes pour l’inspection, la localisation et l’estimation de forme d’un objet ellipsoïdal en utilisant un capteur inspiré des poissons faiblement électriques. Premièrement, nous montrons que l’objet peut être détecté et que son matériau et sa position par rapport à l’axe du capteur peuvent être discriminés en utilisant de simples détections de seuils sur les courants mesurés. Ensuite, nous proposons l’implémentation successive de trois lois de contrôle réactives permettant au capteur de se diriger vers l’objet et d’effectuer une révolution autour de celui-ci en suivant ses frontières. Puis, nous utilisons l’algorithme MUSIC afin de localiser le centre de l’objet. Enfin, les paramètres géométriques de l’objet et son orientation sont estimés grâce à une méthode d’optimisation basée sur les moindres carrés et sur l’inversion du modèle analytique du tenseur de polarisation d’un objet ellipsoïdal. Nous montrons que ces algorithmes fonctionnent en conditions expérimentales. Pour les algorithmes de localisation et d’estimation de forme, des techniques impliquant des déplacements du capteur sont proposées, afin de réduire significativement les imprécisions dues aux écarts entre le modèle et les mesures de courant
The aim of this thesis is to contribute to the underwater perception for robotics applications using an electric field. We propose new methods for the inspection, the localization and the shape estimation of an ellipsoidal object using a sensor inspired by the weakly electric fish. Firstly, we show that the object can be detected and its material and position relative to the sensor axis discriminated, using simple threshold detections on the measured currents. Then, we propose the successive implementations of three reactive control laws allowing the sensor to head for the object and revolve around it by following its boundaries. After that, we use the MUSIC algorithm in order to localize the object’s center. Finally, the geometrical parameters of the object and its orientation are estimated thanks to an optimization algorithm based on the least squares method and the inversion of the analytical model of the polarization tensor of an ellipsoidal object. We show that these algorithms can be experimentally implemented. For the localization and the shape estimation algorithms, some additional techniques involving sensor movements are proposed in order to significantly reduce the imprecisions due to the gap between the model and the actual currents’ measurements

Ce travail concerne le développement d’un outil numérique pour résoudre des problèmes de plaques et de coques mécaniques et piézo-électriques multicouches. En d’autres termes, nous développons des éléments finis basés sur le modèle de Reissner-Mindlin pour l’analyse des problèmes mécaniques et piézoélectriques de plaques et de coques multicouches. Cet outil doit être le moins coûteux en termes de degrés de liberté, simple à utiliser pour modéliser le problème, sans aucune pathologie numérique classique et satisfaisant :vitesse de convergence et efficacité.Dans le domaine des éléments finis, il existe une théorie appelée La « théorie des déformations du cisaillement du premier ordre »(FSDT), utilisée pour résoudre des problèmes purement mécanique prenant en compte l’effet des contraintes en cisaillement transverse. Dans cette théorie, cinq degrés de liberté (trois translations et deux rotations), sont à chercher.Prenant en compte l’hypothèse d’une approximation du déplacement au niveau de la surface moyenne, en utilisant la loi constitutive 2D.Dans ce travail, nous présentons l’extension piézoélectrique de cette théorie pour des éléments finis quadratiques à huit nœuds pour résoudre des problèmes de plaques et de coques multicouches. En effet, la nouveauté dans ce travail est celle de considérer une loi constitutive 3D afin de calculer non seulement le déplacement transversal au niveau du plan moyen de chaque couche mais aussi les déplacements transversaux en surface supérieure et en surface inférieure de chaque couche. Cette approximation de l’épaisseur fait intervenir deux nouveaux degrés de liberté, qui seront très importants dans l’étude des plaques et des coques épaisses et semi épaisses.Le déplacement mécanique est approximé en utilisant une approche Equivalent Single Layer(ESL) et le potentiel électrique est , quant à lui, approximé par une approche LayerWise (LW).Cette évolution est proposée afin d’acquérir un bon compromis entre le minimum de degrés de liberté et le maximum d’efficacité. D’une part, l’approximation par élément fini pour le potentiel électrique, respectant les coordonnées de l’épaisseur est représenté par une variation linéaire au niveau de chaque couche. D’autres part ce potentiel est constant par élément en chaque interface, ce qui réduit le nombre d’inconnus pour la recherche du potentiel électrique résultant. Plusieurs tests numériques sont présentés dans le but d’évaluer les éléments mécanique et piézoélectrique de plaque PQ8P7 et PQ8P7PZ et de coque CQ8P8 et CQ8P8PZ ainsi que leurs capacités de résoudre les problèmes physiques auxquels ils sont dédiés, en comparant nos résultats aux solutions de référence
The aim of this work is to develop a computational tool for a multilayred piezolelectic plates and shells: a low cost tool, simple to use and very efficient for both convergence velocity and accuracy, without any classical numerical pathologies. In the field of finite elements, there is atheory, called "First-order-shear deformation theories (FSDT) used for the mechanical part in much reserches, taking in account the transverse shear stress effects. There are only five unknows generalized displacement, taking the hypothesis of the midsurface displacement approximation using a 2D constitutive law. In This work we present the piezo electric extension of the FSDT eight nodes plate/shell finite element using seven unknows genralized displacement. Two new mechanical unknowns are added to approximate the thickness in the top and the bottom of the /shell, considering a 3D constitutive law, wich is very interesting study especialy for the thick plate/shell modelisation. The mechanical displacement is approximated using the equivalent single layer approch (ESL) and the electric potential is approximated using the layerwise approch (LW).An evolution is proposed in order to access the best compromise between minimum number of degrees of freedom and maximum efficiency. On one hand, a finite element approximation for the electric potential with respect to the thickness coordinate are presented a linear variation in each layer. On the other hand, the in-plane variation is constant on the elementary domain at each interface layer. The use of a constant value reduces the number of unknown electric potentials. Furthermore, at the post processing level, the transverse shear stress are deduced using the equilibrium equations.Numerous tests are presented in order to evoluate that capability of these electric potential approximations to give accurate results with respect to piezoelasticity or finite element reference solutions

La gestion des flottes vieillissantes conduit à étudier les effets de la corrosion sur la tenue mécanique des structures en alliages d'aluminium, depuis les défauts de corrosion de surface jusqu'à la fissure mécaniquement active.
Nous avons caractérisé la sensibilité de l'alliage 2024-T351 à la corrosion intergranulaire. Il se forme en 7h d'immersion dans NaCl 0.5 M un défaut semi-elliptique de 200 µm de profondeur. Puis la corrosion intergranulaire ralentit fortement.
Nous avons étudié les mécanismes de propagation en fatigue à partir de ces défauts, en particulier la transition entre la corrosion intergranulaire et les fissures transgranulaires courtes de fatigue. A chaque étape de l'endommagement, une estimation des cinétiques, du Delta-K et la morphologie des défauts sont données. Deux mécanismes ont été distingués : un mécanisme de corrosion sous contrainte (cyclique) intergranulaire et un mécanisme de fatigue corrosion transgranulaire. Un critère de transition est proposé

Cette thèse a pour objectif de modéliser et résoudre des problèmes d’optimisation d’un système d’auto-partage avec des voitures électriques dit « à un seul sens », où les utilisateurs peuvent prendre une voiture dans une station et la laisser ensuite dans une autre. Ce fonctionnement conduit généralement à une situation de déséquilibre dans la répartition des voitures avec certaines stations pleines et d’autres vides. Une des solutions utilisées par les opérateurs d’autopartage pour pallier ce problème est le recours à des agents pour déplacer les voitures selon le besoin. Identifier et répondre à ce besoin est un problème d’optimisation non trivial, notamment à cause de l’usage de véhicules électriques, ce qui engendre des contraintes de rechargement de batteries et d’autonomie. Le problème d’optimisation est décomposé en deux sous-problèmes : le premier est le problème d’affectation des voitures aux clients, ainsi que leurs routages, que nous nommons ROCSP pour Recharging One way Car Sharing Problem ; le second problème est celui du planning des agents et leurs routages que nous nommons ESRP pour Employee Scheduling Routing Problem. 1. Résolution du ROCSP : deux modélisations en Programmation Linéaire en Nombres Entiers (PLNE) sont proposées, la première basée sur les flots et la deuxième sur les chemins, ce qui fait que les deux modèles intègrent de manière différente les contraintes de recharge électrique. Comme la résolution exacte à travers les modèles PLNE s’avère très gourmande en temps de calcul et non adaptée aux instances d’auto-partage de taille réelle, nous proposons des heuristiques qui permettent dans un temps raisonnable d’optimiser la redistribution des voitures et la gestion du service. Ces heuristiques permettent de calculer le nombre de voitures et les différentes opérations de relocalisation (redistribution des voitures) à réaliser sur une journée donnée. 2. Résolution du ESRP : un modèle PLNE est proposé pour la résolution exacte du ESRP, et, en complément, des heuristiques sont proposées pour une résolution approchée et relativement rapide. L’objectif est la détermination du nombre minimal d’agents nécessaire pour effectuer les opérations de relocalisation qui découlent du premier problème, le ROCSP. Dans une partie prospective, et une fois les ROCSP et ESRP résolus dans leur version statique, nous nous focaliserons sur une autre variante du problème avec réservation dynamique. Nous proposons également d’explorer un nouveau concept - l’auto-copartage - qui se veut une hybridation entre autopartage et covoiturage. Les algorithmes proposés ont été validés sur le réseau Auto Bleue de la ville de Nice essentiellement, qui gère une flotte de véhicules électriques, en s’appuyant sur des modèles de génération de flux pour estimer la demande, mais aussi d’autres instances que nous avons générées pour simuler d’autres villes, au sein d’un Système d’Information Géographique
This thesis aims at modelling and solving optimization problems related to the management of one-way-electric-car-sharing systems, where users can take a car from a station, use it, and then return it to another station. This generally leads to an imbalanced distribution of cars, with some full stations and other empty ones. A solution to this problem, implemented by car-sharing operators, is to employ staff agents to move cars as needed. However, identifying this need is a non-trivial optimization problem, especially since the system may be more constrained when the vehicles used are electric, which generates battery recharging and autonomy constraints. The global optimization problem addressed is then divided into two sub-problems. The first one is assigning the cars to customers, as well as their routing; it is denoted by ROCSP (Recharging OneWay Car Sharing Problem). The second problem involves agents planning and routing; it is denoted by ESRP (Employee Scheduling Routing Problem). 1. For the ROCSP, we propose two Mixed-integer linear programming (MILP) modelizations of the problem: One based on flows and the other based on paths. This means that the two models include the battery-recharging constraints in two different ways. As the exact resolution through the MILP models is quite expensive in terms of computational time and is not adapted for the resolution of real-size car-sharing instances, we introduce heuristics that enable the optimization of cars-redistribution and service management of the service within a reasonable amount of time. These heuristics allows the calculation of the number of cars and the various redistribution operations to be performed on a given day. 2. For the ESRP, this second problem is also addressed with MILP models for the exact resolution, and some heuristics are suggested for an approximate resolution. This process has reasonable calculation time and aims at finding the minimum number of agents to perform the necessary relocation operations that stem from the first problem, namely, the ROCSP. Once the ROCSP and ESRP solved in their static versions, we then focus on the ROCSP by exploring another variant of the problem : ROCSP with dynamic reservation. We also suggest to explore a new concept : Auto-CoPartage, which is a hybridization of car-sharing and carpooling. The stated algorithms are validated on the Auto Bleue electrical vehicles fleet in the network of the city of Nice, essentially by relying on flow generation models to estimate the demand, but also using other instances that we have generated for other cities. All the data are handled using a Geographical Information System

Ce mémoire traite de l'étude physico-chimique de mélanges binaires d'hydrogéno- pyrosulfates alcalins M2S2O7-MHSO4 où M est métal alcalin. Ces sels fondus constituent la phase active du catalyseur utilisé dans les processus industriels : production de l'acide sulfurique et désulfuration des fumées d'usines polluantes dont la réaction de base est l'oxydation de SO2. Enthalpies de mélange, conductivités électriques et diagrammes de phase sont les principales propriétés des mélanges binaires acquises. Une étude comparative basée sur les propriétés physicochimiques expérimentales ainsi qu'un modèle statistique thermodynamique sont présentés
The SO2 oxidation process is mainly used in sulfuric acid production and flue gas desulfuration. This last aim is directly connected to the increasing demand for a better environment. The working catalyst associated to S02 pollution is usually described chemically by a melt system M2S2O7-MHSO4/V2O5 (M = alkali metal) in steady-state equilibrium with S03/S02/H20/N2/02. The physical chemistry of the molten salt which support the active phase of the catalvst is investigated, in order to contribute to the improvement of the catalytic process. Basic data regarding mixtures of alkali hydrogen-pyrosulfates have been obtained : enthalpy of mixing, conductivity and phase diagrams. A comparative study and a statistic model of thermodynamic mixing properties are presented

Ce travail de thèse traite du développement d'un procédé de déshydratation osmotique (DO) des produits végétaux, couplé à un champ électrique pulsé (CEP). Il vise à augmenter la perte en eau en minimisant le gain en solide. Pour ceci nous avons étudié les effets des paramètres du CEP (intensité et nombre d'impulsions), de la concentration de la solution osmotique, du type de soluté(s), de leur mélange, de la température de la solution osmotique et d'un champ centrifuge sur la cinétique de DO, de réhydratation et de séchage convectif L'essentiel de l'étude expérimentale de ce procédé a été mené sur des pommes et des carottes sous forme de disques traités par CEP de différentes intensités (0,10-1,10 kV/cm) et différents nombres d'impulsions (l00-1000) d'une durée de 100 μs. La DO a été réalisée à température variable (20-40°C), sous agitation magnétique (250 tr/min) et en présence d'accélération centrifuge variable (0-5430 x g). Après la mise en place d'une méthodologie expérimentale, nous avons montré que le CEP augmente la perte en eau (WL) et le gain en solide (SG) pendant la DO (sous agitation ou centrifugation). La combinaison de CEP avec du sel augmente davantage la WL, le SG et la capacité de réhydratation du tissu de carotte, mais diminue légèrement la fermeté du produit réhydraté. L'application du champ centrifuge pendant la DO augmente la WL tout en abaissant le SG, la capacité de réhydratation et la fermeté du tissu réhydraté. Si le but de la DO est également le gain en solide, la DO statique est particulièrement plus intéressante que la DO centrifuge. Par une augmentation modérée de la température de la solution osmotique (de 20 à 40°C), la durée de la DO centrifuge a été divisée par deux (de 120 à 60 minutes). On atteint ainsi une WL de 70% avec une consommation d'énergie électrique de 19 kJ/kg pour les carottes. Par ailleurs, la combinaison du CEP avec le champ centrifuge, le sel et le chauffage modéré a permis de réduire d'un facteur 2 le temps de DO. La cinétique de DO a été décrite par un modèle à deux exponentielles mettant en évidence deux étapes du transfert : un lessivage rapide, ne pouvant pas être pris en compte par la loi de Fick, et une diffusion lente. Une DO centrifuge avant un séchage convectif du tissu de carotte a eu comme conséquence une réduction importante du temps de séchage et une augmentation de la diffusivité effective de l'eau
The work presented in this thesis deals with the development of the osmotic dehydration (OD) process of vegetable products coupled to a pulsed electric field (PEF). It aims at increasing the water loss by minimizing the solid gain. The effect of PEF parameters (intensity and number of pulses), osmotic solution concentration, type of solute or mixtures, osmotic solution temperature and centrifugal field on the kinetics of OD, rehydration and convective drying, has been studied. The main experimental work was carried out with samples of apple and carrot, in form of disk, treated by PEF of different intensities (0. 10-1. 1 0 kV/cm) and different numbers of pulses (100-1000) of 100 μs. OD was carried out at various temperatures (20-40°C), under agitation (250 rpm) or various centrifugal accelerations (0-5430 x g). After the development of an experimental methodology, we observed that the application of PEF enhances both water loss (WL) and solid gain (SG) during OD (under stirring or centrifugation). The combination of PEF with salt enhances additionally the both WL, SG and the rehydration capacity of carrot tissue, but somewhat decreases the firmness of rehydrated product. The application of centrifugal force in combination with PEF and salt addition enhances significantly the WL during OD of carrots, but decreases SG, rehydration capacity and firmness of rehydrated tissue. If the goal of OD is also the gain of solids, the static OD may be better appropriated than the centrifugal OD, which is especially interesting in the case of desirable limitation of solid uptake. By an increase in mild temperatures of the osmotic solution (20 to 40°C), the centrifugal OD duration was reduced in two times (from 120 to 60 minutes). Thus a WL of 70% reached under an electrical energy consumption of 19 kJ/kg for carrots. The combination of the PEF with centrifugal force, salt and moderate heating is desirable when the maximal dehydration of product should be attained. The OD kinetics was described by a two-exponential model involving Iwo simultaneous processes : rapid convection, which cannot be taken into account by Fick's law, and diffusion. Centrifugal osmotic dehydration before the air drying of carrot tissue resulted in a spectacular reduction of drying time and an increase of effective water diffusivity

Le but de cette these est l'etude de lois de commande permettant de compenser les effets perturbateurs de jeux mecaniques en presence de frottements secs dans un actionneur electrique. Nous avons constate que la presence de jeux importants dans un systeme, complique la synthese d'une loi de commande. Le support experimental de ce travail est un actionneur integre possedant plusieurs moteurs en entree. Cette particularite, nous a permis d'appliquer des commandes cooperatives utilisant plusieurs moteurs travaillant en differentiel. Apres une introduction generale du probleme, nous avons propose differentes modelisations du systeme, ainsi qu'une representation originale de l'effet du jeu sur le couple transmis. L'etude des methodes d'identification nous a permis de comparer trois approches d'estimation qui presentaient chacune un interet. A partir des estimations des parametres nous avons applique experimentalement les lois de commande etudiees theoriquement. L'estimation des parametres nous a aussi permis d'appliquer au systeme une compensation des effets des frottements et de l'inertie de facon fixe et adaptative avec succes. Les differentes approches de loi de commande que nous avons considerees pour la compensation des imperfections sont: l'approche par mode de glissement ; l'approche energetique ; l'approche cooperative. Enfin, avant la conclusion generale, nous presentons les resultats experimentaux obtenus, pour l'application des differentes lois de commande. Ainsi l'approche par la commande par mode glissant a montre un comportement robuste face aux jeux et aux frottements. L'approche energetique nous a permis de developper la commande cooperative qui presente aussi une bonne robustesse face aux jeux

L'analyse des resultats d'une experience de thermodiffusion dans l'espace et sur terre, nous a montre l'importance de la stabilite hydrodynamique et thermique du systeme pour mesurer l'effet soret. Deux experiences (six cellules) ont ete faites sur le melange agi/ki eutectique durant le vol d1 (octobre 1985). Nous avons mesure la reponse electrique de toutes les cellules sans probleme. Apres cinq heures de diffusion, le systeme n'a pas encore atteint l'etat stationnaire de soret recherche. Nous avons calcule, a l'aide des mesures electriques, un coefficient de soret positif que nous avons verifie par l'analyse chimique des echantillons apres le vol. Nous avons montre que l'effet de la stabilite du gradient thermique applique est tres important pour une meilleure separation. L'experience du sol montre qu'il est pratiquement impossible d'avoir des resultats physiques favorables a cause des perturbations dues a la gravite. Une deuxieme partie de ce travail consiste a mesurer la conductivite electrique de couches minces agi/ki au voisinage de l'eutectique dans le but de chercher un etat metastable. Les resultats electriques sur ki et agi/ki ainsi que l'analyse des couches par rayons x rasants montrent que la diffusion a l'etat solide forme toujours le compose k#2agi#3 normalement stable a la temperature ambiante. Avec cette methode, nous n'avons donc pas pu former un compose hors d'equilibre

Le problème de l'efficacité énergétique dans le domaine des transports a comme principal défi savoir comment utiliser la source d'énergie pour que l'efficacité énergétique puisse être maximisée, c'est-à-dire comment le véhicule doit être conduit de telle sorte que la quantité minimale d’énergie est utilisée. Ce problème est le principal problème considéré dans cette thèse. Le véhicule est un prototype impliqué dans la course européenne Shell Eco-Marathon. La dynamique du véhicule est d'abord obtenu par l'identification expérimentale des paramètres. Une stratégie en boucle ouverte de conduite optimale en termes de consommation électrique est calculée. Plusieurs approches ont été étudiées pour le suivi de la référence optimale (stratégie de conduite optimale). Ces approches doivent prendre en compte les ressources limitées en taille mémoire et capacité de calcul. Une commande prédictive (MPC) basée sur la dynamique linéarisée est tout d'abord synthétisée. Le problème de poursuite nécessite une MPC avec contraintes variant dans le temps. La stabilité et la convergence de la commande prédictive sont prouvées à l'aide du formalisme des ensembles invariants. En troisième partie, à partie du modèle LPV, une adaptation de techniques standards basées sur des fonctions de Lyapunov quadratiques et à paramètres variants avec calculs hors-ligne est proposée. Elle est implémentée sur un banc de test. Enfin, une technique adaptative robuste avec identification en ligne de la dynamique est proposée et implémentée dans le véhicule. Cette technique a été testée et validée en course. Les résultats expérimentaux obtenus montrent de bonnes performances de la stratégie de conduite
In the field of transportation, the research on energy efficiency has been carried out for few decades by the automotive industry, where one of the main objectives is to reduce the energetic consumption. This particular problem can be rephrased as how the vehicle must be driven so that the minimum quantity of energy is used. This is the optimal driving strategy. In this project, a suitable model of the Vir'volt electric vehicle involved in the European Shell Eco-Marathon is obtained. The unknown parameters involved in the vehicle dynamics are estimated using Parameter identification from experimental data. The identified dynamics is used to derive an optimal driving strategy that is intended to be tracked on-line during the driving task. The tracking task is subject to time-varying polytopic constraint on the input and/or the state. A MPC-based tracking strategy that uses an homothetic transformation as a suitable time-varying invariant set is used. The time-varying invariant set guarantees the asymptotic stability of the control law. The problem of the MPC tracking for Linear Parametric Varying (LPV) systems is introduced. A new explicit MPC strategy for LPV systems is developed. This strategy uses a Parameter dependent Lyapunov Function (PDLF) to involve explicitly the time-varying parameter in the control law and so it reduces conservatism. A benchmark is used to test the performances of the optimal driving strategy and the explicit MPC tracking strategy. Finally, a robust adaptive technique with on-line identification of the dynamics is has been proposed and tested in the race showing good performances of the adaptive driving strategy

En general, la mecanique des systemes envisage independamment les contacts etroits et les contacts larges. Jusqu'a maintenant, chacun de ces deux types de contact a ete etudie a l'aide de theories specifiques. Ajoutons que les resultats experimentaux s'ecartent souvent des previsions fournies par les developpements theoriques. Dans cette etude, nous proposons une nouvelle approche pour determiner l'aire de contact et le champ des pressions, en faisant appel a une theorie a un seul champ (champ des deplacements). Cette formulation presente l'avantage de pouvoir etre appliquee aux deux types de contact precedents, et par consequent se veut unitaire. Elle consiste a determiner par optimisation quadratique les deplacements et la zone de contact, puis a en deduire le champ des pressions en utilisant un logiciel d'elements finis. Nous presentons pour conclure, les resultats fournis par cette technique, en l'appliquant a diverses situations technologiques (roue sur un rail, liaison pivot, liaison spherique, et enfin le roulement)

Les travaux de cette thèse portent sur l’estimation et la commande décentralisée des systèmes de grande dimension. L’objectif est de développer des capteurs logiciels pouvant produire une estimation fiable des variables nécessaires pour la stabilisation des systèmes non linéaires interconnectés. Une décomposition d’un tel système de grande dimension en un ensemble de n sous-systèmes interconnectés est primordiale. Ensuite, en tenant compte de la nature du sous-système ainsi que les fonctions d’interconnexions, des lois de commande décentralisées basées observateurs ont été synthétisées. Chaque loi de commande est associée à un sous-système qui permet de le stabiliser localement, ainsi la stabilité du système global est assurée. L’existence d’un observateur et d’un contrôleur stabilisant le système dépend de la faisabilité d’un problème d’optimisation LMI. La formulation LMI, basée sur l’approche de Lyapunov, est élaborée par l’utilisation de principe de DMVT sur la fonction d’interconnexion non linéaire supposée bornée et incertaine. Ainsi des conditions de synthèse non restrictives sont obtenues. Des méthodes de synthèse de loi de commande décentralisée basée observateur ont été proposées pour les systèmes non linéaires interconnectés dans le cas continu et dans le cas discret. Des lois de commande robuste H1 décentralisées sont élaborées pour les systèmes non linéaires interconnectés en présence de perturbations et des incertitudes paramétriques. L’efficacité et la validation des approches présentées sont testées sur un modèle de réseaux électriques composé de trois générateurs interconnectés
This thesis focuses on the decentralized estimation and control for large scale systems. The objective is to develop software sensors that can produce a reliable estimate of the variables necessary for the interconnected nonlinear systems stability analysis. A decomposition of a such large system into a set of n interconnected subsystems is paramount for model simplification. Then, taking into account the nature of the subsystem as well as the interconnected functions, observer-based decentralized control laws have been synthesized. Each control law is associated with a subsystem which allows it to be locally stable, thus the stability of the overall system is ensured. The existence of an observer and a controller gain matrix stabilizing the system depends on the feasibility of an LMI optimization problem. The LMI formulation, based on Lyapunov approach, is elaborated by applying the DMVT technique on the nonlinear interconnection function, assumed to be bounded and uncertain. Thus, non-restrictive synthesis conditions are obtained. Observer-based decentralized control schemes have been proposed for nonlinear interconnected systems in the continuous and discrete time. Robust Hinfini decentralized controllers are provided for interconnected nonlinear systems in the presence of perturbations and parametric uncertainties. Effectiveness of the proposed schemes are verified through simulation results on a power systems with interconnected machines

Mesures sous champs impulsionnels atteignant 42t a des temperatures descendant jusqu'a 2k; mise en evidence d'un comportement metallique et anisotrope et observation de deviations par rapport aux lois classiques du transport. Aucune transformation de phase n'a ete decelee, mais une magnetoresistance negative a ete observee a bas champ et basse temperature, dans les sels de dmttsf a anions tetraedriques (bf::(4), clo::(4), reo::(4)); interpretation en termes d'effets d'une localisation faible 2d induite par un "desordre dans l'ordre" des reseaux d'anions

Au cours de ce travail, notre objectif a ete de realiser des condensateurs aluminium a electrolytes solides, beaucoup plus performants que ceux actuellement sur le marche. Pour cela, nous avons utilise comme electrolytes solides des metaux organiques a haute conductivite electrique. Ceci nous a conduit au cours du premier chapitre de ce memoire a rappeler les caracteristiques electroniques et structurales que doivent satisfaire ces electrolytes solides, afin de conduire a des systemes conducteurs. Dans le deuxieme chapitre, nous nous sommes interesses a la synthese de donneur - de type tetrathiafulvalene a partir desquels des metaux organiques ont ete elabores. Ceux-ci sont essentiellement des complexes de transfert de charge (ctc) ou des sels d'ions radicaux (sir). Enfin dans le troisieme chapitre, nous avons fabrique et caracterise des condensateurs aluminium experimentaux en utilisant les sels organiques prepares au prealable. A noter que deux methodes differentes de preparation de ces condensateurs ont ete employees : - l'impregnation en phase fondue. - l'electrodeposition a courant constant. Les performances observees doivent encore etre ameliorees.

Suite a une etude bibliographique sur les metaux organiques, trois series de molecules nouvelles de type tetrachalcogenofulvalene ont ete selectionnees comme precurseurs potentiels de materiaux hautement conducteurs. Ces composes dissymetriquement substitues sont des hybrides bases sur les bedt-ttf, bedo-ttf, tmtsf et tsf qui sont des molecules bien connues pour leur aptitude a donner des sels supraconducteurs. En outre, la plupart de ces precurseurs ont ete fonctionnalises par un ou deux groupe(s) hydroxymethyle(s) dans le but d'augmenter via des liaisons hydrogenes la stabilite electrique des sels resultants. Ces nouveaux composes ont ete prepares dans une etude comparative, selon deux strategies : un procede decouplage croise de chalcogenones et une reaction de type wittig. Ensuite, avec la vingtaine de precurseurs obtenus ont ete prepares des complexes de transfert de charge avec le tcnq et des sels d'ions radicaux synthetises par electrocristallisation galvanostatique. Tous ces materiaux ont ete caracterises du point de vue de leur proprietes electriques. Enfin leur structure cristalline a ete determinee quand la qualite des cristaux isoles l'a permis.

Cette thèse s’inscrit dans une volonté de décrire l’impact de la température sur des systèmes hybrides et plus particulièrement sur un système or/polymère. L’utilisation et l’étude des propriétés de l’or en couche mince est un sujet d’actualité comme le montre le nombre important de publications chaque année (>6000). Les domaines d’applications sont nombreux en particulier dans les secteurs de l’électronique, du médical ou de l’énergie… De nombreux facteurs peuvent modifier les propriétés physiques (structure, électrique, optique) des assemblages nanométriques. Dans ce travail, nous avons choisi d’étudier l’influence sur les propriétés physiques de l’assemblage de la température du substrat lors du dépôt des couches minces d’or. Dans une première partie, les effets de la température sur la morphologie des surfaces des assemblages seront mis en évidence par une étude statistique d’images AFM. Afin de réaliser cette analyse nous avons développé une nouvelle méthode d’analyse de surface granulaire nommée - l’Interfacial Differential Function. Nous démontrerons l’efficacité de cette méthode statistique vis-à-vis des méthodes existantes en analysant différentes surfaces modèles et, en extrayant les distances caractéristiques (taille de grains, distance inter-grains). La méthode a ensuite été appliquée avec succès à l’étude de l’évolution de la morphologie de films minces d’or déposés sur silicium en fonction de la température du substrat lors du dépôt. Nous avons ainsi pu montrer que, contrairement à ce qui était décrit jusqu’ici dans la littérature, l’augmentation de la rugosité observée lorsque la température de dépôt augmente n’était pas due à une augmentation de la largeur des grains.Dans une seconde partie, nous étudierons l’évolution de la structure interne des assemblages en fonction de la température de dépôt. La forte influence des propriétés thermiques du polymère sur la structure de l’assemblage nanométrique or/polymère a été mise en évidence par réflectivité de rayons X et par microscopie électronique à transmission. La combinaison de la réflectivité de rayons x associée avec la microscopie à force atomique nous a permis de révéler l’évolution avec la température de la structure qui passe d’une structure stratifiée à basse température à une structure plus complexe de type composite avec la présence de polystyrène en surface pour les hautes températures. Dans une dernière partie, l’impact de la température sur les propriétés électriques, optiques des assemblages sera présenté. Le passage d’une surface conductrice à faible température à une surface isolante à haute température sera mis en évidence via une étude originale basée sur une cartographie de résistance électrique réalisée par AFM. Les propriétés d’exaltation optique seront quant à elles présentées à travers une étude par spectroscopie Raman.En conclusion, les résultats de ce travail seront mis en perspectives par rapport à des applications potentielles telles que l’électronique flexible ou la fabrication de capteurs
This thesis is part of an effort to describe the impact of temperature on hybrid systems and more particularly on a gold/polymer system. The use and study of properties of gold thin film is a timely topic as evidenced by the large number of publications each year (>6000). The fields of applications are numerous especially in areas of electronics, medical or energy… Many factors can modify physical properties (structural, electrical, optical) of nanoscale assemblies. In this work, we have chosen to study the influence on physical properties of the assembly of the substrate temperature during the deposition of thin layers of gold.In the first part, effects of temperature on the surface morphology of the assemblies will become apparent from a statistical study of AFM images. To perform this analysis we have developed a new granular analysis method called IDF – Interfacial Differential Function. We will demonstrate the effectiveness of this statistical approach against the existing methods by analyzing different models and surfaces, by extracting the characteristic distances (grain size, inter-grain distance). The method has been successfully applied to the study by demonstrating changes in the morphology of thin films deposited on silicon versus the temperature of the substrate during deposition. We were able to show that, contrary to what previously described in the literature, the increased roughness observed when the deposition temperature increased, is not due to an increase in the width of the grains.In a second part, we will study the evolution of the internal structure of assemblies based on the deposition temperature. The strong influence of the thermal properties of the polymer structure on the gold/polymer nano-assembly has been shown by X-ray reflectivity and transmission electron microscopy. The combination of x-ray reflectivity associated with the atomic force microscopy has allowed us to reveal the evolution with the temperature of the structure changes from a layered structure at low temperature to a more complex structure of composite type with the presence of polystyrene on the surface for high temperatures.In the last part, the impact of temperature on optical electric properties, assemblies will be presented. The transition from a conductive surface at low temperature to a high temperature insulating surface will be highlighted via an original study based on a mapping of electrical resistance produced by AFM. Optical exaltation properties will be presented through a study by Raman spectroscopy.In conclusion, results of this work will be put in perspective with respect to potential applications such as flexible electronics and fabrication of sensors

Les dispositifs à récupération d'énergie nécessitent des convertisseurs réversibles en courant dont le circuit de commande est complexe et encombrant. Les interrupteurs auto-commutés sont une solution pour simplifier les topologies de ces convertisseurs car leurs commutations ne nécessitent ni alimentation auxiliaire, ni circuit de commande et capteur externes. Le travail mené consiste à développer, par le biais de l'intégration fonctionnelle, un interrupteur monolithique réversible en courant à auto-commutation : un thyristor dual auto-blocable. Pour réaliser cette fonction, deux architectures sont proposées : une basée sur un thyristor-MOS et une basée sur un IGBT. Les deux solutions sont étudiées à l'aide de la simulation 2D puis réalisées technologiquement. Les tests électriques des composants montrent que la première solution, intéressante d'un point de vue intégration monolithique, présente un comportement électrique très sensible aux paramètres technologiques. La deuxième solution est plus difficilement intégrable, mais son fonctionnement s'avère beaucoup moins délicat
Systems the using renewable energies, use switches with complex and bulky drive circuit. Self -controlled switches lead to simplified topologies of this power converters because self switching mode operation does not require any auxiliary power supply, external drive circuit and sensor. That's why we propose to develop, with functional integration concept, an integrated device with self-switching and current bidirectional capabilities, i. E. A self turn-off zero voltage switching mode thyristor. To achieve this function, two original topologies based on a MOS-thyristor and an IGBT are proposed. The two solutions are analyzed with 2D physical simulation and then devices are realized. The electrical characterizations show that electrical behavior of the first solution, well suited to monolithic integration, is very sensitive to technological parameters. The second topology is more interesting to validate the electrical target specifications but its integration is more difficult

Cette thèse considère de nouvelles architectures prometteuses des métamatériaux plasmoniques pour biosensing, comprenant: (I) des réseaux périodiques 2D de nanoparticules d'Au, qui peuvent supporter des résonances des réseaux de surface couplées de manière diffractive; (II) Reseaux 3D à base de cristaux plasmoniques du type d'assemblage de bois. Une étude systématique des conditions d'excitation plasmonique, des propriétés et de la sensibilité à l'environnement local dans ces géométries métamatérielles est présentée. On montre que de tels réseaux peuvent combiner une très haute sensibilité spectrale (400 nm / RIU et 2600 nm / RIU, ensemble respectivement) et une sensibilité de phase exceptionnellement élevée (> 105 deg./RIU) et peuvent être utilisés pour améliorer l'état actuel de la technologie de biosensing the-art. Enfin, on propose une méthode de sondage du champ électrique excité par des nanostructures plasmoniques (nanoparticules uniques, dimères). On suppose que cette méthode aidera à concevoir des structures pour SERS (La spectroscopie du type Raman à surface renforcée), qui peut être utilisée comme une chaîne d'information supplémentaire à un biocapteur de transduction optique
This thesis consideres novel promissing architechtures of plasmonic metamaterial for biosensing, including: (I) 2D periodic arrays of Au nanoparticles, which can support diffractively coupled surface lattice resonances; (II) 3D periodic arrays based on woodpile-assembly plasmonic crystals, which can support novel delocalized plasmonic modes over 3D structure. A systematic study of conditions of plasmon excitation, properties and sensitivity to local environment is presented. It is shown that such arrays can combine very high spectral sensitivity (400nm/RIU and 2600 nm/RIU, respectively) and exceptionally high phase sensitivity (> 105 deg./RIU) and can be used for the improvement of current state-of-the-art biosensing technology. Finally, a method for probing electric field excited by plasmonic nanostructures (single nanoparticles, dimers) is proposed. It is implied that this method will help to design structures for SERS, which will later be used as an additional informational channel for biosensing

Les ylures de phosphore, employés comme catalyseur latent dans plusieurs réactions, trouvent aussi des applications dans des réactions d'intérêt biologique. Par exemple, leur utilisation dans des réactions de Wittig permet de synthétiser la vitamine A et d'autres caroténoïdes. Récemment, les ylures ont même été employés dans la réaction de Mitsunobu afin de remplacer le diéthylazodicarboxylate (DEAD). Le groupe du Professeur Benoît Marsan à l'UQÀM, qui développe depuis plusieurs années une cellule photovoltaïque électrochimique (CPE), s'est penché sur la réactivité des ylures de phosphore. Il a déjà été démontré, par voltampérométrie cyclique (VC), que la réduction électrochimique de certains sels de phosphonium mène à la formation de leur ylure correspondant. Ces comportements permettent de croire qu'il serait possible d'élaborer des couples redox organiques à partir de mélanges électrolytiques composés d'ylures de phosphore et de leur sel de phosphonium correspondant. La conception de nouveaux couples redox pour les CPEs et les cellules sensibilisées par un colorant, ou mieux connues sous le nom de piles de "type Gratzel", doit permettre l'amélioration de plusieurs points. Deux des principaux problèmes sont la faible conductivité ionique ainsi que la trop forte absorption de la lumière visible (empêchant celle-ci de se rendre à l'électrode photoactive) par le milieu électrolytique qui constitue l'une des composantes de la pile solaire qui limite son rendement de conversion d'énergie. Le système électrolytique ylure/sel pourrait grandement améliorer la conductivité ionique du milieu électrolytique, considérant la possibilité d'un échange de proton entre le sel et l'ylure, dont le mécanisme de migration de charges serait alors analogue au mécanisme de Grotthus dans l'eau. Dans le cadre de ce projet de maîtrise, des mélanges électrolytiques basés sur des ylures de phosphore (Ph₃PCHCN, Me₃PCHCN et Et₃PCHCN) en présence de leur sel de phosphonium correspondant ont été étudiés et comparés à des mélanges électrolytiques composés de phosphines (Ph₃P et Ph₂PCN), elles aussi en présence de leur sel de phosphonium. Tout d'abord, les ylures, les phosphines et les sels ont été synthétisés puis caractérisés chimiquement par spectroscopie RMN proton et phosphore. Par la suite, des mélanges ylure/sel et phosphine/sel de quelques compositions (rapports ylure ou phosphine/sel) ont été réalisés dans les solvants suivants: acétonitrile, éthylène carbonate-diméthylcarbonate en rapport molaire 1: 1 (EC-DMC) et le sel fondu à température ambiante bi((trifluorométhyl)sulfonyl)imide de 1-éthyl-3-méthylimidazolium (EMITFSI). Les résultats obtenus par spectroscopie d'impédance montrent que ces systèmes sont bien conducteurs (> 1 mS cm­­¯¹). Ces systèmes se sont avérés chimiquement et électrochimiquement stables sur une plage de température comprise entre 293 K et 353 K, en plus de présenter une faible coloration. Toutes ces propriétés sont recherchées pour améliorer la performance des systèmes électrolytiques, des CPEs et des piles de "type Grätzel". Les mesures de conductivité et de viscosité, ainsi que des expériences RMN ³¹p, ont permis de mieux comprendre les propriétés électrochimiques observées par VC. Cependant, il a aussi été démontré, par VC, que ces systèmes sont caractérisés par un mécanisme réactionnel irréversible ne permettant pas l'utilisation de ces mélanges en tant que couples redox. De plus, un mécanisme réactionnel associé aux réactions d'oxydation et de réduction observées par VC a été proposé dans ce travail. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Voltampérométrie cyclique, Ylures de phosphore, Conductivité, Piles solaires.