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Are people and income flows stabilising in the Euro area ?
Are people and income flows stabilising in the Euro area ?


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Constituée de cinq chapitres, cette thèse s'intéresse aux mécanismes d'ajustement macroéconomique dans une union monétaire telle que la zone euro. Le premier chapitre examine la réponse de la mobilité du travail aux disparités entre les taux de croissance des salaires et les taux de chômage dans la zone euro. Les résultats indiquent que la mobilité répond aux différences nationales en matière de chômage, en particulier pendant la période de crise récente, mais pas aux différences nationales dans l'évolution des salaires. Le deuxième chapitre étudie l'effet d'équilibre ou de déséquilibre de la mobilité du travail sur les conditions du marché du travail dans la zone euro. Les résultats montrent que même si la mobilité réagit faiblement aux chocs asymétriques et aux caractéristiques structurelles dans la zone euro, elle réduit les écarts dans les conditions du marché du travail. Le troisième chapitre analyse les déterminants de la migration dans la zone euro par rapport à l'Union européenne (UE). L'objectif principal est d'identifier les facteurs qui entravent la mobilité des personnes dans la zone euro. Les principaux résultats indiquent que, mis à part les obstacles culturels et administratifs, un système de sécurité sociale généreux dans le pays d'origine freine également la mobilité des personnes dans la zone euro. Le quatrième chapitre examine le rôle stabilisateur des envois de fonds des travailleurs comme retombées de la mobilité des personnes. Les résultats montrent que les envois de fonds ne jouent pas un rôle stabilisateur ni dans la zone euro ni dans l'UE. Pire encore, les envois de fonds des travailleurs ont tendance à être procycliques dans l'UE. Enfin, le cinquième chapitre s'intéresse au partage des risques dans l’UE et met en évidence le poids des flux de revenus du travail dans le lissage des chocs asymétriques. Les résultats révèlent que le canal de partage des risques le plus important reste le marché du crédit. Le canal du marché des capitaux est quant à lui procyclique. En ce qui concerne les flux de revenus du travail, leur effet de lissage existe mais il est faible.
This thesis consists of five essays on macroeconomic adjustment mechanisms in a currency union such as the Euro area. The first essay examines the response of labour mobility to disparities in wage growth and unemployment rate in the Euro area. The results indicate that mobility responds to national differences in unemployment, especially during the crisis period, but not to national differences in wage developments. The second essay investigates the equilibrium or disequilibrium effect of labour mobility on labour market conditions in the Euro area. The findings show that even if mobility responds weakly to asymmetric shocks and structural patterns in the Euro area, it reduces differentials on labour market conditions. The third essay analyses the determinants of migration in the Euro area in comparison with the European union (EU) ; the main purpose being to identify factors that hinder mobility of people in the Euro area. The main results indicate that apart from cultural and administrative barriers, a generous social security system in the country of origin is also a drag to mobility of people in the Euro area. The fourth essay examines the stabilising role of workers' remittances as a spillover effect of labour mobility. The results show that remittances do not play a stabilising role neither in the Euro area, nor in the EU. Worse still, workers' remittances tend to be procyclical in the EU. Finally, the fifth essay looks at the risk sharing in the EU and highlights the weight of labour income flows in smoothing asymmetric shocks. The outcomes reveal that the most important channel of risk sharing remains the credit market. As for the capital market channel, it tends to be procyclical. Regarding labour income flows, their smoothing effect exists but it is low.
Constituée de cinq chapitres, cette thèse s'intéresse aux mécanismes d'ajustement macroéconomique dans une union monétaire telle que la zone euro. Le premier chapitre examine la réponse de la mobilité du travail aux disparités entre les taux de croissance des salaires et les taux de chômage dans la zone euro. Les résultats indiquent que la mobilité répond aux différences nationales en matière de chômage, en particulier pendant la période de crise récente, mais pas aux différences nationales dans l'évolution des salaires. Le deuxième chapitre étudie l'effet d'équilibre ou de déséquilibre de la mobilité du travail sur les conditions du marché du travail dans la zone euro. Les résultats montrent que même si la mobilité réagit faiblement aux chocs asymétriques et aux caractéristiques structurelles dans la zone euro, elle réduit les écarts dans les conditions du marché du travail. Le troisième chapitre analyse les déterminants de la migration dans la zone euro par rapport à l'Union européenne (UE). L'objectif principal est d'identifier les facteurs qui entravent la mobilité des personnes dans la zone euro. Les principaux résultats indiquent que, mis à part les obstacles culturels et administratifs, un système de sécurité sociale généreux dans le pays d'origine freine également la mobilité des personnes dans la zone euro. Le quatrième chapitre examine le rôle stabilisateur des envois de fonds des travailleurs comme retombées de la mobilité des personnes. Les résultats montrent que les envois de fonds ne jouent pas un rôle stabilisateur ni dans la zone euro ni dans l'UE. Pire encore, les envois de fonds des travailleurs ont tendance à être procycliques dans l'UE. Enfin, le cinquième chapitre s'intéresse au partage des risques dans l’UE et met en évidence le poids des flux de revenus du travail dans le lissage des chocs asymétriques. Les résultats révèlent que le canal de partage des risques le plus important reste le marché du crédit. Le canal du marché des capitaux est quant à lui procyclique. En ce qui concerne les flux de revenus du travail, leur effet de lissage existe mais il est faible.
This thesis consists of five essays on macroeconomic adjustment mechanisms in a currency union such as the Euro area. The first essay examines the response of labour mobility to disparities in wage growth and unemployment rate in the Euro area. The results indicate that mobility responds to national differences in unemployment, especially during the crisis period, but not to national differences in wage developments. The second essay investigates the equilibrium or disequilibrium effect of labour mobility on labour market conditions in the Euro area. The findings show that even if mobility responds weakly to asymmetric shocks and structural patterns in the Euro area, it reduces differentials on labour market conditions. The third essay analyses the determinants of migration in the Euro area in comparison with the European union (EU) ; the main purpose being to identify factors that hinder mobility of people in the Euro area. The main results indicate that apart from cultural and administrative barriers, a generous social security system in the country of origin is also a drag to mobility of people in the Euro area. The fourth essay examines the stabilising role of workers' remittances as a spillover effect of labour mobility. The results show that remittances do not play a stabilising role neither in the Euro area, nor in the EU. Worse still, workers' remittances tend to be procyclical in the EU. Finally, the fifth essay looks at the risk sharing in the EU and highlights the weight of labour income flows in smoothing asymmetric shocks. The outcomes reveal that the most important channel of risk sharing remains the credit market. As for the capital market channel, it tends to be procyclical. Regarding labour income flows, their smoothing effect exists but it is low.
19-03-2019
19-03-2019
Thèse
Thèse

Structures textiles piézoélectriques à base de PVDF pour la conversion d’énergie mécanique en énergie électrique
Structures textiles piézoélectriques à base de PVDF pour la conversion d’énergie mécanique en énergie électrique


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Cette étude s’inscrit dans le cadre du projet Autonotex et vise à développer un textile connecté et autonome en énergie. Le textile permettra de monitorer des draps médicaux et des sous-vêtements professionnels. Le principal objectif est de s’affranchir des batteries traditionnelles dans les smart textiles et développer un textile qui utilisera les mouvements du corps humain comme source d’énergie pour alimenter les capteurs placés aux endroits stratégiques sur les vêtements. Pour relever ce challenge, le projet Autonotex s’est basé sur le développement de nouvelles fibres piézoélectriques. Ces matériaux permettent de générer un fort potentiel électrique lorsqu’ils sont soumis à des sollicitations mécaniques. Dans un contexte textile, le polymère polyfluorure de vinylidène (PVDF) a été utilisé pour la production de multi-filaments par procédé de filage en voie fondue. Ce polymère est connu pour son caractère piézoélectrique lorsqu’il se trouve dans une certaine conformation cristalline. Le premier enjeu du sujet de thèse est donc d’optimiser cette phase lors du procédé de production des filaments. Par la suite, deux stratégies ont été envisagées. Dans un premier cas, les filaments 100 % PVDF sont utilisés pour la fabrication d’étoffes textiles qui une fois instrumentées par des électrodes permettent de générer une tension de sortie électrique. Un premier prototype d’une étoffe piézoélectrique couplée à des électrodes imprimées en 3D a permis de vérifier la faisabilité du dispositif. La seconde stratégie a été de développer un filament tricomposant, formé par le polymère piézoélectrique et deux couches de composites polymères conducteurs jouant le rôle d’électrodes.
This study is part of the Autonotex project and aims to develop a connected and autonomous energy textile. The textile is intended for the manufacture of medical sheets monitoring patients and professional underwear. The main objective is to overcome the traditional batteries in smart textiles and develop a textile that will use the movements of the human body as a battery to power sensors placed strategically on clothing. To meet this challenge, the Autonotex project is focused in part on the development of new piezoelectric fibers. These materials generate a high electrical potential when subjected to mechanical stresses. In this new context, poly(vinylidene fluoride) (PVDF) polymer can be used to produce multi-filaments by melt spinning process. This polymer is known for its piezoelectric property linked its crystalline forms. The first issue of the PhD subject is to optimize this phase during the process of production of the filaments. Subsequently, two strategies were considered. In a first case, the 100% PVDF filaments are used for the production of textile fabrics which, once instrumented by electrodes, generate an electrical output voltage. A first prototype of a piezoelectric fabric coupled to electrodes by 3D-printing allows checking the feasibility of the plan. The second strategy was to develop a tri-component filament formed by the piezoelectric polymer and two layers of conducting polymer composites acting as external/internal electrodes.
Cette étude s’inscrit dans le cadre du projet Autonotex et vise à développer un textile connecté et autonome en énergie. Le textile permettra de monitorer des draps médicaux et des sous-vêtements professionnels. Le principal objectif est de s’affranchir des batteries traditionnelles dans les smart textiles et développer un textile qui utilisera les mouvements du corps humain comme source d’énergie pour alimenter les capteurs placés aux endroits stratégiques sur les vêtements. Pour relever ce challenge, le projet Autonotex s’est basé sur le développement de nouvelles fibres piézoélectriques. Ces matériaux permettent de générer un fort potentiel électrique lorsqu’ils sont soumis à des sollicitations mécaniques. Dans un contexte textile, le polymère polyfluorure de vinylidène (PVDF) a été utilisé pour la production de multi-filaments par procédé de filage en voie fondue. Ce polymère est connu pour son caractère piézoélectrique lorsqu’il se trouve dans une certaine conformation cristalline. Le premier enjeu du sujet de thèse est donc d’optimiser cette phase lors du procédé de production des filaments. Par la suite, deux stratégies ont été envisagées. Dans un premier cas, les filaments 100 % PVDF sont utilisés pour la fabrication d’étoffes textiles qui une fois instrumentées par des électrodes permettent de générer une tension de sortie électrique. Un premier prototype d’une étoffe piézoélectrique couplée à des électrodes imprimées en 3D a permis de vérifier la faisabilité du dispositif. La seconde stratégie a été de développer un filament tricomposant, formé par le polymère piézoélectrique et deux couches de composites polymères conducteurs jouant le rôle d’électrodes.
This study is part of the Autonotex project and aims to develop a connected and autonomous energy textile. The textile is intended for the manufacture of medical sheets monitoring patients and professional underwear. The main objective is to overcome the traditional batteries in smart textiles and develop a textile that will use the movements of the human body as a battery to power sensors placed strategically on clothing. To meet this challenge, the Autonotex project is focused in part on the development of new piezoelectric fibers. These materials generate a high electrical potential when subjected to mechanical stresses. In this new context, poly(vinylidene fluoride) (PVDF) polymer can be used to produce multi-filaments by melt spinning process. This polymer is known for its piezoelectric property linked its crystalline forms. The first issue of the PhD subject is to optimize this phase during the process of production of the filaments. Subsequently, two strategies were considered. In a first case, the 100% PVDF filaments are used for the production of textile fabrics which, once instrumented by electrodes, generate an electrical output voltage. A first prototype of a piezoelectric fabric coupled to electrodes by 3D-printing allows checking the feasibility of the plan. The second strategy was to develop a tri-component filament formed by the piezoelectric polymer and two layers of conducting polymer composites acting as external/internal electrodes.
18-03-2019
18-03-2019
Thèse
Thèse

Intérêts de l’ovocyte de Xenopus laevis en écotoxicologie ? Caractérisation des effets de contaminants environnementaux sur ce modèle alternatif
Intérêts de l’ovocyte de Xenopus laevis en écotoxicologie ? Caractérisation des effets de contaminants environnementaux sur ce modèle alternatif


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Les amphibiens constituent le groupe le plus menacé d’extinction parmi les vertébrés. Néanmoins, peu de travaux en toxicologie des amphibiens tiennent compte des stades précoces de leur cycle de vie. Pourtant, un individu est exposé directement aux substances présentes dans le milieu aquatique dès l’émission des gamètes. Cette thèse de doctorat a pour objectifs d’apporter de nouvelles données sur les effets d’expositions à des xénobiotiques d’ovocytes de Xenopus laevis, de rechercher des cibles au sein de ce gamète et de participer au développement d’un nouveau modèle en écotoxicologie pour évaluer la qualité de milieux aquatiques. Les avantages, que présentent ces ovocytes, nous ont permis de développer des protocoles efficaces pour appréhender la toxicité de substances. Des endpoints ont pu être définis autour de la maturation ovocytaire, de la fécondation, du développement embryonnaire et de la formation de jeunes têtards. Les effets d’expositions au cadmium, au plomb, au cuivre, à la bouillie bordelaise, au glyphosate, au RoundUp® GT Max et à la deltaméthrine ont été déterminés. Des essais ont été également conduits pour des échantillons de milieux soumis à différentes pressions anthropiques. Il est apparu que l’ovocyte de xénope est sensible aux expositions, notamment au cadmium et au glyphosate et différentes signatures d’expositions sont apparues, comme la formation de doubles structures cytologiques induites par le glyphosate. Les réponses mises en évidence prouvent que l’ovocyte de X. laevis est un modèle pertinent et permettent de recommander l’étude des premières étapes du cycle de vie de l’amphibien en toxicologie aquatique.
Amphibians are one of the most imperiled group of extinction. Nevertheless, few toxicological studies are interested in the earliest steps of their life cycle, even if gamete emission, fertilization and embryogenesis are directly exposed to water pollution. In this context, this PhD thesis aims to bring new data about xenobiotic exposure effects on Xenopus laevis oocytes, to highlight targets inside this germ cells and to contribute to the elaboration of a new model in ecotoxicology to assess aquatic environment quality. As a well-known gamete, the xenopus oocyte makes possible to establish suitable experimental designs to assess toxicity. Many endpoints were defined regarding the oocyte maturation, the fertilization and also the development. The experiments were conducted in metal (cadmium, lead, copper) and in phytopharmaceutical (Bordeaux mixture, glyphosate, RoundUp® GT Max, deltamethrin) contaminated conditions, but also in environmental samples from various aquatic habitats. The xenopus oocyte appeared to be sensitive to contaminant exposures and specially to cadmium and both formulations of glyphosate. Never observed effects were reported. Pollutant signatures were also pointed up, like the double cytological structures induced by glyphosate exposures. The observed responses and results from environmental water experimentations show that X. laevis oocyte is a pertinent model in ecotoxicology and allow to recommend the first steps of the amphibian life cycle in aquatic toxicology.
Les amphibiens constituent le groupe le plus menacé d’extinction parmi les vertébrés. Néanmoins, peu de travaux en toxicologie des amphibiens tiennent compte des stades précoces de leur cycle de vie. Pourtant, un individu est exposé directement aux substances présentes dans le milieu aquatique dès l’émission des gamètes. Cette thèse de doctorat a pour objectifs d’apporter de nouvelles données sur les effets d’expositions à des xénobiotiques d’ovocytes de Xenopus laevis, de rechercher des cibles au sein de ce gamète et de participer au développement d’un nouveau modèle en écotoxicologie pour évaluer la qualité de milieux aquatiques. Les avantages, que présentent ces ovocytes, nous ont permis de développer des protocoles efficaces pour appréhender la toxicité de substances. Des endpoints ont pu être définis autour de la maturation ovocytaire, de la fécondation, du développement embryonnaire et de la formation de jeunes têtards. Les effets d’expositions au cadmium, au plomb, au cuivre, à la bouillie bordelaise, au glyphosate, au RoundUp® GT Max et à la deltaméthrine ont été déterminés. Des essais ont été également conduits pour des échantillons de milieux soumis à différentes pressions anthropiques. Il est apparu que l’ovocyte de xénope est sensible aux expositions, notamment au cadmium et au glyphosate et différentes signatures d’expositions sont apparues, comme la formation de doubles structures cytologiques induites par le glyphosate. Les réponses mises en évidence prouvent que l’ovocyte de X. laevis est un modèle pertinent et permettent de recommander l’étude des premières étapes du cycle de vie de l’amphibien en toxicologie aquatique.
Amphibians are one of the most imperiled group of extinction. Nevertheless, few toxicological studies are interested in the earliest steps of their life cycle, even if gamete emission, fertilization and embryogenesis are directly exposed to water pollution. In this context, this PhD thesis aims to bring new data about xenobiotic exposure effects on Xenopus laevis oocytes, to highlight targets inside this germ cells and to contribute to the elaboration of a new model in ecotoxicology to assess aquatic environment quality. As a well-known gamete, the xenopus oocyte makes possible to establish suitable experimental designs to assess toxicity. Many endpoints were defined regarding the oocyte maturation, the fertilization and also the development. The experiments were conducted in metal (cadmium, lead, copper) and in phytopharmaceutical (Bordeaux mixture, glyphosate, RoundUp® GT Max, deltamethrin) contaminated conditions, but also in environmental samples from various aquatic habitats. The xenopus oocyte appeared to be sensitive to contaminant exposures and specially to cadmium and both formulations of glyphosate. Never observed effects were reported. Pollutant signatures were also pointed up, like the double cytological structures induced by glyphosate exposures. The observed responses and results from environmental water experimentations show that X. laevis oocyte is a pertinent model in ecotoxicology and allow to recommend the first steps of the amphibian life cycle in aquatic toxicology.
18-03-2019
18-03-2019
Thèse
Thèse

Propriétés d’oxydes de manganèse divisés au sein d’une silice mésoporeuse organisée pour l’oxydation totale du formaldéhyde
Propriétés d’oxydes de manganèse divisés au sein d’une silice mésoporeuse organisée pour l’oxydation totale du formaldéhyde


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Le formaldéhyde est un Composé Organique Volatil (COV) fréquemment retrouvé dans les environnements intérieurs. Son oxydation catalytique totale en produits inoffensifs pour l'homme a été étudiée et de nouveaux matériaux catalytiques à base d’oxyde de manganèse (Mn) ont été développés au cours de travail de thèse. Dans une première partie, différents paramètres pour la synthèse du catalyseur ont été étudiés afin d'optimiser la dispersion d'oxydes de manganèse au sein de la mésoporosité d'une silice organisée (SBA-15) par une méthode originale d’infiltration à l’état fondu des espèces de Mn. Il a été montré que si l’agent structurant du support était conservé pendant l’étape d’infiltration, les espèces d’oxyde de manganèse se trouvaient hautement divisées dans la mésoporosité de la silice. Cependant en raison d’un faible degré d’oxydation moyen du Mn, les catalyseurs obtenus par cette méthode d’infiltration ne présentaient pas une activité optimale dans l’oxydation catalytique du formaldéhyde. Dans une seconde partie, il a été montré que l’extraction partielle de l’agent structurant avant l’infiltration du Mn avait permis une très bonne dispersion des espèces de Mn tout en limitant leur réduction chimique au cours de l’activation du catalyseur. Enfin un traitement acide du Mn déjà infiltré au sein de la silice a permis une augmentation du degré d’oxydation du Mn et une amélioration des propriétés texturales des matériaux catalytiques. Ces deux approches pré et post-infiltration du Mn au sein d’un support silicique ont conduit à des catalyseurs Mn/SBA-15 beaucoup plus performants dans l’oxydation catalytique totale du formaldéhyde.
Formaldehyde is a Volatile Organic Compound (VOC) usually found in indoor environments. Total catalytic oxidation of formaldehyde to human harmless products has been studied and new catalytic materials based on manganese oxides (Mn) have been developed during thesis work. In a first part, different parameters for the synthesis of the catalyst were studied in order to optimize the dispersion of manganese oxides within the mesoporosity of organized silica (SBA-15) by an original method of infiltration at the melted state of Mn species. It has been shown that if the template of the support was preserved during the infiltration step, the manganese oxide species were highly divided in the mesoporosity of the silica. However, due to a low average oxidation state of Mn, the catalysts obtained by this infiltration method did not exhibit optimal activity in the catalytic oxidation of formaldehyde. In a second part, it was shown that the partial extraction of the structuring agent before the infiltration of Mn had allowed to a very good dispersion of the Mn species while limiting their chemical reduction during the catalyst activation step. Finally, an acid treatment of the Mn species already infiltrated within the silica has allowed an increase in the average oxidation state of the Mn and an improvement in the textural properties of the catalytic materials. These two pre- and post-infiltration approaches of Mn in a silicic carrier have led to Mn / SBA-15 catalysts which are much more efficient in the total catalytic oxidation of formaldehyde.
Le formaldéhyde est un Composé Organique Volatil (COV) fréquemment retrouvé dans les environnements intérieurs. Son oxydation catalytique totale en produits inoffensifs pour l'homme a été étudiée et de nouveaux matériaux catalytiques à base d’oxyde de manganèse (Mn) ont été développés au cours de travail de thèse. Dans une première partie, différents paramètres pour la synthèse du catalyseur ont été étudiés afin d'optimiser la dispersion d'oxydes de manganèse au sein de la mésoporosité d'une silice organisée (SBA-15) par une méthode originale d’infiltration à l’état fondu des espèces de Mn. Il a été montré que si l’agent structurant du support était conservé pendant l’étape d’infiltration, les espèces d’oxyde de manganèse se trouvaient hautement divisées dans la mésoporosité de la silice. Cependant en raison d’un faible degré d’oxydation moyen du Mn, les catalyseurs obtenus par cette méthode d’infiltration ne présentaient pas une activité optimale dans l’oxydation catalytique du formaldéhyde. Dans une seconde partie, il a été montré que l’extraction partielle de l’agent structurant avant l’infiltration du Mn avait permis une très bonne dispersion des espèces de Mn tout en limitant leur réduction chimique au cours de l’activation du catalyseur. Enfin un traitement acide du Mn déjà infiltré au sein de la silice a permis une augmentation du degré d’oxydation du Mn et une amélioration des propriétés texturales des matériaux catalytiques. Ces deux approches pré et post-infiltration du Mn au sein d’un support silicique ont conduit à des catalyseurs Mn/SBA-15 beaucoup plus performants dans l’oxydation catalytique totale du formaldéhyde.
Formaldehyde is a Volatile Organic Compound (VOC) usually found in indoor environments. Total catalytic oxidation of formaldehyde to human harmless products has been studied and new catalytic materials based on manganese oxides (Mn) have been developed during thesis work. In a first part, different parameters for the synthesis of the catalyst were studied in order to optimize the dispersion of manganese oxides within the mesoporosity of organized silica (SBA-15) by an original method of infiltration at the melted state of Mn species. It has been shown that if the template of the support was preserved during the infiltration step, the manganese oxide species were highly divided in the mesoporosity of the silica. However, due to a low average oxidation state of Mn, the catalysts obtained by this infiltration method did not exhibit optimal activity in the catalytic oxidation of formaldehyde. In a second part, it was shown that the partial extraction of the structuring agent before the infiltration of Mn had allowed to a very good dispersion of the Mn species while limiting their chemical reduction during the catalyst activation step. Finally, an acid treatment of the Mn species already infiltrated within the silica has allowed an increase in the average oxidation state of the Mn and an improvement in the textural properties of the catalytic materials. These two pre- and post-infiltration approaches of Mn in a silicic carrier have led to Mn / SBA-15 catalysts which are much more efficient in the total catalytic oxidation of formaldehyde.
14-03-2019
14-03-2019
Thèse
Thèse

Dynamic spatial vibration form generation using modal decomposition : application to haptic surface
Dynamic spatial vibration form generation using modal decomposition : application to haptic surface


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Actuellement, l'interaction haptique est visualisée, il a été démontré que le retour tactile améliore l'expérience et améliore la productivité en allégeant la charge visuelle. La plupart des technologies de retour haptique disponibles aujourd'hui sont basées sur une vision globale du monde. Ce travail aborde ce problème en développant une méthode utilisant des ondes élastiques pour réaliser des déformations de flexion planes hors plan sur une plaque mince. Dans cette étude, la décomposition modale est proposée pour obtenir une déformation contrôlée localement (stimulation haptique). L'approche nécessite seulement la connaissance du comportement modal de la structure. Cette connaissance peut être définie en utilisant sa projection sur les formes de mode. Pour des considérations pratiques, Une méthode pour définir les forces motrices dans l’espace modal. Les tensions réelles à appliquer aux actionneurs sont ensuite déduites. La méthodologie est validée sur plusieurs démonstrateurs de géométries différentes. La possibilité de contrôler l’un des deux modes de fonctionnement à l’aide d’un seul actionneur est validée en focalisant une forme prédéfinie à différents endroits. Pour éviter la limitation de la tension, un prototype à plusieurs actionneurs a été développé avec plus de vitesses. Les résultats confirment la polyvalence de la méthode. La robustesse face à l'identification des incertitudes et de la troncature est évaluée et proposée. Des tests haptiques préliminaires, avec des champs de vitesse contrastés et localisés sont présentés, montrant des résultats tangibles pour la différenciation et la localisation des stimuli par l'utilisateur.
Currently, the haptic interaction on screens is visual, although it has been demonstrated that tactile feedback enhances the experience and improves the productivity by relieving the visual load. Most of the haptic feedback technologies available today are based on global stimulation which limit their use for collaborative device interfaces or control panels for instance. This work address this problem by developing a method that uses elastic waves to realize localized out of plane bending deformations on a thin plate. In this study modal decomposition is proposed to realized controlled local deformation (haptic stimulation). The approach only necessitates the knowledge of the modal behavior of the structure which can be extracted from finite elements analysis or identified. By this prior knowledge arbitrary shapes can be defined using its projection on the mode shapes. For practical considerations, a model reduction criterion is proposed as well. A method to define the driving forces is developed which consists in setting the modes transients in the modal space. Actual voltages to be applied to the actuators are then deduced. The methodology is validated on several demonstrators with different geometries. The ability to control in open loop simultaneously over ten modes using a single actuator is validated by focalizing a predefined shape at different locations. To avoid voltage limitation, a prototype with several actuators was realized to create more elaborated shapes with higher velocities. The results confirm the versatility of the method. The robustness towards identification uncertainties and truncation is evaluated, and improvements with regards to identification errors and transient control in relation to the haptic experience are proposed. Preliminary haptic tests, with contrasted and localized velocity fields are presented, showing tangible results as for the differentiation and the localization of the stimuli by the user.
Actuellement, l'interaction haptique est visualisée, il a été démontré que le retour tactile améliore l'expérience et améliore la productivité en allégeant la charge visuelle. La plupart des technologies de retour haptique disponibles aujourd'hui sont basées sur une vision globale du monde. Ce travail aborde ce problème en développant une méthode utilisant des ondes élastiques pour réaliser des déformations de flexion planes hors plan sur une plaque mince. Dans cette étude, la décomposition modale est proposée pour obtenir une déformation contrôlée localement (stimulation haptique). L'approche nécessite seulement la connaissance du comportement modal de la structure. Cette connaissance peut être définie en utilisant sa projection sur les formes de mode. Pour des considérations pratiques, Une méthode pour définir les forces motrices dans l’espace modal. Les tensions réelles à appliquer aux actionneurs sont ensuite déduites. La méthodologie est validée sur plusieurs démonstrateurs de géométries différentes. La possibilité de contrôler l’un des deux modes de fonctionnement à l’aide d’un seul actionneur est validée en focalisant une forme prédéfinie à différents endroits. Pour éviter la limitation de la tension, un prototype à plusieurs actionneurs a été développé avec plus de vitesses. Les résultats confirment la polyvalence de la méthode. La robustesse face à l'identification des incertitudes et de la troncature est évaluée et proposée. Des tests haptiques préliminaires, avec des champs de vitesse contrastés et localisés sont présentés, montrant des résultats tangibles pour la différenciation et la localisation des stimuli par l'utilisateur.
Currently, the haptic interaction on screens is visual, although it has been demonstrated that tactile feedback enhances the experience and improves the productivity by relieving the visual load. Most of the haptic feedback technologies available today are based on global stimulation which limit their use for collaborative device interfaces or control panels for instance. This work address this problem by developing a method that uses elastic waves to realize localized out of plane bending deformations on a thin plate. In this study modal decomposition is proposed to realized controlled local deformation (haptic stimulation). The approach only necessitates the knowledge of the modal behavior of the structure which can be extracted from finite elements analysis or identified. By this prior knowledge arbitrary shapes can be defined using its projection on the mode shapes. For practical considerations, a model reduction criterion is proposed as well. A method to define the driving forces is developed which consists in setting the modes transients in the modal space. Actual voltages to be applied to the actuators are then deduced. The methodology is validated on several demonstrators with different geometries. The ability to control in open loop simultaneously over ten modes using a single actuator is validated by focalizing a predefined shape at different locations. To avoid voltage limitation, a prototype with several actuators was realized to create more elaborated shapes with higher velocities. The results confirm the versatility of the method. The robustness towards identification uncertainties and truncation is evaluated, and improvements with regards to identification errors and transient control in relation to the haptic experience are proposed. Preliminary haptic tests, with contrasted and localized velocity fields are presented, showing tangible results as for the differentiation and the localization of the stimuli by the user.
14-03-2019
14-03-2019
Thèse
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A three essay dissertation on is use during the post-adoption stage : a focus on the long-term health care sector
A three essay dissertation on is use during the post-adoption stage : a focus on the long-term health care sector


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Développer une utilisation efficace des Systèmes d’Information (SI) de santé devient un impératif pour le secteur des soins de longue durée qui fait face à des enjeux de qualité et de productivité dans un contexte sous tension, lié au vieillissement de la population Européenne. Malgré l’intérêt croissant pour la phase de post-adoption des systèmes d’information, celle-ci reste largement inexplorée. Partant de ce constat, cette thèse se concentre sur les utilisations exploitantes et exploratoire des SI dans le secteur de la santé, deux utilisations considérées comme clé dans la phase de post-adoption et visant à obtenir des bénéfices du SI et à accroitre sa performance. Un premier essai définit et restructure notre compréhension des utilisations exploitantes et exploratoires, leurs antécédents et impacts sur la performance des utilisateurs. Les essais suivants analysent les dynamiques liants ces deux types d’utilisations dans le secteur des soins de longue durée et le rôle de l’environnement et plus particulièrement du stress lié à la technologie sur ces dernières. Les résultats mettent en évidence l’importance d’étudier conjointement les utilisations exploitante et exploratoire. Ils montrent la façon dont les utilisateurs alternent entre ces deux utilisations ainsi que la façon dont les contraintes liées à l’environnement tendent à enfermer les utilisateurs dans un usage exploitant. Cependant ils révèlent également que des solutions existent pour sortir de cette trappe d’exploitation. Enfin, ils soulignent le rôle ambivalent du SI lui-même, et plus particulièrement du stress lié à la technologie sur l’utilisation exploitante et exploratoire du logiciel de soin.
Developing Health Information Systems (HIS) effective use becomes an imperative for the long-term health care sector, which is facing quality and productivity concerns, in a context under pressure, linked to European population ageing. Despite growing interest for the Information Systems’ (IS) post-adoption stage, this one stills largely unexplored compared to the implementation and adoption stages. Tackling this issue, this dissertation focuses on IS exploitative and exploratory uses in the healthcare sector, two kind of uses considered as key to reach benefits from IS and increase performance in the post-adoption stage. A first essay defines and conceptualizes our understanding of exploitative and exploratory uses, their antecedents and outcomes on users’ performance. Following essays analyze the dynamics behind these two use behaviors in the long term health care sector, as well as the role of the environment, and of the stress related to the technology, on these former. Results highlight the importance of studying exploitative and exploratory uses together. Thus, our findings show the way in which users switch between these two use behaviors as well as the way in which constraints related to the environment tend to lock users in exploitative use. Nevertheless, these findings also unveil solutions to get out of this exploitation trap. Finally, they highlight the ambivalent role of the system itself, and more specifically of the stress related to the technology on HIS exploitative and exploratory uses.
Développer une utilisation efficace des Systèmes d’Information (SI) de santé devient un impératif pour le secteur des soins de longue durée qui fait face à des enjeux de qualité et de productivité dans un contexte sous tension, lié au vieillissement de la population Européenne. Malgré l’intérêt croissant pour la phase de post-adoption des systèmes d’information, celle-ci reste largement inexplorée. Partant de ce constat, cette thèse se concentre sur les utilisations exploitantes et exploratoire des SI dans le secteur de la santé, deux utilisations considérées comme clé dans la phase de post-adoption et visant à obtenir des bénéfices du SI et à accroitre sa performance. Un premier essai définit et restructure notre compréhension des utilisations exploitantes et exploratoires, leurs antécédents et impacts sur la performance des utilisateurs. Les essais suivants analysent les dynamiques liants ces deux types d’utilisations dans le secteur des soins de longue durée et le rôle de l’environnement et plus particulièrement du stress lié à la technologie sur ces dernières. Les résultats mettent en évidence l’importance d’étudier conjointement les utilisations exploitante et exploratoire. Ils montrent la façon dont les utilisateurs alternent entre ces deux utilisations ainsi que la façon dont les contraintes liées à l’environnement tendent à enfermer les utilisateurs dans un usage exploitant. Cependant ils révèlent également que des solutions existent pour sortir de cette trappe d’exploitation. Enfin, ils soulignent le rôle ambivalent du SI lui-même, et plus particulièrement du stress lié à la technologie sur l’utilisation exploitante et exploratoire du logiciel de soin.
Developing Health Information Systems (HIS) effective use becomes an imperative for the long-term health care sector, which is facing quality and productivity concerns, in a context under pressure, linked to European population ageing. Despite growing interest for the Information Systems’ (IS) post-adoption stage, this one stills largely unexplored compared to the implementation and adoption stages. Tackling this issue, this dissertation focuses on IS exploitative and exploratory uses in the healthcare sector, two kind of uses considered as key to reach benefits from IS and increase performance in the post-adoption stage. A first essay defines and conceptualizes our understanding of exploitative and exploratory uses, their antecedents and outcomes on users’ performance. Following essays analyze the dynamics behind these two use behaviors in the long term health care sector, as well as the role of the environment, and of the stress related to the technology, on these former. Results highlight the importance of studying exploitative and exploratory uses together. Thus, our findings show the way in which users switch between these two use behaviors as well as the way in which constraints related to the environment tend to lock users in exploitative use. Nevertheless, these findings also unveil solutions to get out of this exploitation trap. Finally, they highlight the ambivalent role of the system itself, and more specifically of the stress related to the technology on HIS exploitative and exploratory uses.
14-03-2019
14-03-2019
Thèse
Thèse

Méthode d’optimisation du volume des bobines de mode commun pour la conception des filtres CEM
Méthode d’optimisation du volume des bobines de mode commun pour la conception des filtres CEM


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Ce travail de thèse présente une méthode d'optimisation du volume de la bobine de mode commun qui est généralement l'élément le plus volumineux du filtre. Le manuscrit commence par faire l'état de l'art des perturbations électromagnétiques conduites en électronique de puissance et des moyens permettant leur réduction. Ensuite, un calcul analytique de l'inductance de mode commun minimale qui permet de respecter la norme CEM est présenté. Ce calcul prend en considération la perméabilité complexe du matériau magnétique et les impédances des chemins de propagation des perturbations de mode commun dans la chaîne. Une fois l'inductance minimale calculée, une méthode d'optimisation du volume de la bobine de mode commun monocouche qui tient compte de la saturation du matériau magnétique est présentée. L'application de la méthode proposée dans diverses situations a montré l'existence d'une meilleure inductance, pouvant être supérieure à sa valeur minimale, qui permet de réduire au mieux le volume de la bobine. Par ailleurs, des règles de dimensionnement en relation avec la fréquence de commutation du convertisseur et de son rapport cyclique sont définies. La dernière partie de cette étude est dédiée à la prise en compte des effets de la capacité parasite équivalente de la bobine dans la procédure de dimensionnement. D'abord, une méthode pour la détermination des permittivités relatives du noyau magnétique et pour l'estimation de la capacité parasite équivalente est proposée. Cette méthode, accompagnée d'un calcul de la capacité maximale autorisée, permet d'adapter la géométrie de la bobine afin de respecter la contrainte normative en HF tout en optimisant son volume.
This work presents an optimization method of the common mode inductor volume that is generally the biggest element of the filter. The manuscript starts by presenting the state of art of conducted electromagnetic interferences in power electronics and techniques that allow their reduction. Then, an analytical calculation method of the minimal inductance value that allows respecting the normative constraint is presented. This calculation method takes into account the complex permeability of the magnetic material and the impedances of the different propagation path of common mode disturbances in the conversion system. After that, an optimization method of the single layer inductor volume with considering the magnetic core saturation issues is proposed. The application of the proposed method in different situations has shown the existence of the best inductance value that can be higher than its minimal value while reducing the optimal inductor volume. In addition, some rules that can be used in the design process in relation to the switching frequency of the converter and its duty cycle are defined. In the last part of this study, the effect of the equivalent parasitic capacitance of the common mode inductor is discussed and introduced in the proposed optimization process. A determination method of magnetic core relative permittivities and of the equivalent parasitic capacitance is proposed. This method, in addition to the proposed analytical calculation of the maximal allowed parasitic capacitance, makes it possible to adapt common mode inductor geometry in order to respect the normative constraint in the high frequencies while optimizing its volume.
Ce travail de thèse présente une méthode d'optimisation du volume de la bobine de mode commun qui est généralement l'élément le plus volumineux du filtre. Le manuscrit commence par faire l'état de l'art des perturbations électromagnétiques conduites en électronique de puissance et des moyens permettant leur réduction. Ensuite, un calcul analytique de l'inductance de mode commun minimale qui permet de respecter la norme CEM est présenté. Ce calcul prend en considération la perméabilité complexe du matériau magnétique et les impédances des chemins de propagation des perturbations de mode commun dans la chaîne. Une fois l'inductance minimale calculée, une méthode d'optimisation du volume de la bobine de mode commun monocouche qui tient compte de la saturation du matériau magnétique est présentée. L'application de la méthode proposée dans diverses situations a montré l'existence d'une meilleure inductance, pouvant être supérieure à sa valeur minimale, qui permet de réduire au mieux le volume de la bobine. Par ailleurs, des règles de dimensionnement en relation avec la fréquence de commutation du convertisseur et de son rapport cyclique sont définies. La dernière partie de cette étude est dédiée à la prise en compte des effets de la capacité parasite équivalente de la bobine dans la procédure de dimensionnement. D'abord, une méthode pour la détermination des permittivités relatives du noyau magnétique et pour l'estimation de la capacité parasite équivalente est proposée. Cette méthode, accompagnée d'un calcul de la capacité maximale autorisée, permet d'adapter la géométrie de la bobine afin de respecter la contrainte normative en HF tout en optimisant son volume.
This work presents an optimization method of the common mode inductor volume that is generally the biggest element of the filter. The manuscript starts by presenting the state of art of conducted electromagnetic interferences in power electronics and techniques that allow their reduction. Then, an analytical calculation method of the minimal inductance value that allows respecting the normative constraint is presented. This calculation method takes into account the complex permeability of the magnetic material and the impedances of the different propagation path of common mode disturbances in the conversion system. After that, an optimization method of the single layer inductor volume with considering the magnetic core saturation issues is proposed. The application of the proposed method in different situations has shown the existence of the best inductance value that can be higher than its minimal value while reducing the optimal inductor volume. In addition, some rules that can be used in the design process in relation to the switching frequency of the converter and its duty cycle are defined. In the last part of this study, the effect of the equivalent parasitic capacitance of the common mode inductor is discussed and introduced in the proposed optimization process. A determination method of magnetic core relative permittivities and of the equivalent parasitic capacitance is proposed. This method, in addition to the proposed analytical calculation of the maximal allowed parasitic capacitance, makes it possible to adapt common mode inductor geometry in order to respect the normative constraint in the high frequencies while optimizing its volume.
13-03-2019
13-03-2019
Thèse
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Integrable turbulence in optical fiber experiments: from local dynamics to statistics
Integrable turbulence in optical fiber experiments: from local dynamics to statistics


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Ce travail est dédié à l’étude de l’origine des phénomènes statistiques récemment observés dans le cadre de la turbulence intégrable. Les études expérimentales et numériques de la propagation d’ondes partiellement cohérentes dans les systèmes décrits par l’équation de Schrödinger non linéaire à une dimension ont révélé un écart par rapport à la distribution gaussienne. Les régimes de propagation focalisant et défocalisant présentent un comportement qualitativement différent: la probabilité que des événements extrêmes apparaissent dans le cas focalisant est supérieure à la loi normale, alors que dans le régime défocalisant, elle y est inférieure. Nous avons réalisé des expériences d’optique bien décrites par l'équation de Schrödinger non linéaire 1-D afin d'étudier ce problème. Nous avons construit deux outils de mesure nouveaux et complémentaires. En utilisant ces outils, nous avons réalisé une observation directe des structures cohérentes qui apparaissent à différents stades de la propagation dans les deux régimes. En fournissant une analyse de ces structures, nous avons déterminé les mécanismes dominants dans les régimes focalisant et défocalisant. Dans le régime focalisant, nous avons mis en évidence le caractère universel de structures voisines des solitons de Peregrine et établi un lien avec un résultat mathématique rigoureux obtenu dans le régime semi-classique. Dans le régime défocalisant, nous avons montré que le mécanisme d'interférence non linéaire entre impulsions voisines définit l'évolution des conditions initiales partiellement cohérentes. Nous avons proposé un modèle simplifié qui explique la présence des différentes échelles dans les données enregistrées.
This work is dedicated to the investigation of the origin of statistical phenomena recently observed in the framework of integrable turbulence. Namely, experimental and numerical studies of the partially-coherent waves propagation in 1-D Nonlinear Schrödinger equation systems revealed a deviation from the Gaussian statistics. Focusing and defocusing regimes of propagation demonstrated qualitatively different behaviour: the probability of extreme events to appear in the focusing case is higher than it is predicted by normal law, while in defocusing it is lower. We provided optical experiments well described by the 1-D Nonlinear Schrödinger equation in order to investigate this problem. We built two novel and complementary ultrafast measurement tools. Employing these tools we provided direct observation of coherent structures which appear at different stages of the propagation in both regimes. Providing analysis of these structures, we determined dominating mechanisms in both focusing and defocusing regimes. In the focusing regime, we discovered the universal appearance of Peregrine soliton-like structures and made a link with the rigorous mathematical result obtained in the semi-classical regime. In the defocusing case, we showed that the mechanism of nonlinear interference of neighbour pulse-like structures defines the evolution of the partially-coherent initial conditions. We considered a simplified model which explained the presence of different scales in the recorded data.
Ce travail est dédié à l’étude de l’origine des phénomènes statistiques récemment observés dans le cadre de la turbulence intégrable. Les études expérimentales et numériques de la propagation d’ondes partiellement cohérentes dans les systèmes décrits par l’équation de Schrödinger non linéaire à une dimension ont révélé un écart par rapport à la distribution gaussienne. Les régimes de propagation focalisant et défocalisant présentent un comportement qualitativement différent: la probabilité que des événements extrêmes apparaissent dans le cas focalisant est supérieure à la loi normale, alors que dans le régime défocalisant, elle y est inférieure. Nous avons réalisé des expériences d’optique bien décrites par l'équation de Schrödinger non linéaire 1-D afin d'étudier ce problème. Nous avons construit deux outils de mesure nouveaux et complémentaires. En utilisant ces outils, nous avons réalisé une observation directe des structures cohérentes qui apparaissent à différents stades de la propagation dans les deux régimes. En fournissant une analyse de ces structures, nous avons déterminé les mécanismes dominants dans les régimes focalisant et défocalisant. Dans le régime focalisant, nous avons mis en évidence le caractère universel de structures voisines des solitons de Peregrine et établi un lien avec un résultat mathématique rigoureux obtenu dans le régime semi-classique. Dans le régime défocalisant, nous avons montré que le mécanisme d'interférence non linéaire entre impulsions voisines définit l'évolution des conditions initiales partiellement cohérentes. Nous avons proposé un modèle simplifié qui explique la présence des différentes échelles dans les données enregistrées.
This work is dedicated to the investigation of the origin of statistical phenomena recently observed in the framework of integrable turbulence. Namely, experimental and numerical studies of the partially-coherent waves propagation in 1-D Nonlinear Schrödinger equation systems revealed a deviation from the Gaussian statistics. Focusing and defocusing regimes of propagation demonstrated qualitatively different behaviour: the probability of extreme events to appear in the focusing case is higher than it is predicted by normal law, while in defocusing it is lower. We provided optical experiments well described by the 1-D Nonlinear Schrödinger equation in order to investigate this problem. We built two novel and complementary ultrafast measurement tools. Employing these tools we provided direct observation of coherent structures which appear at different stages of the propagation in both regimes. Providing analysis of these structures, we determined dominating mechanisms in both focusing and defocusing regimes. In the focusing regime, we discovered the universal appearance of Peregrine soliton-like structures and made a link with the rigorous mathematical result obtained in the semi-classical regime. In the defocusing case, we showed that the mechanism of nonlinear interference of neighbour pulse-like structures defines the evolution of the partially-coherent initial conditions. We considered a simplified model which explained the presence of different scales in the recorded data.
13-03-2019
13-03-2019
Thèse
Thèse
De nos jours, l’énergie renouvelable est une solution durable pour remplacer les sources conventionnelles d’énergie. L’utilisation de réseaux photovoltaïques (PV) et d’éoliennes est devenue très populaire. Cependant, de cette énergie gratuite découlent de nouveaux défis. Certains des grands inconvénients de ces alternatives sont représentés par un faible taux de conversion de l'énergie et par la nécessité d'utiliser un système de stockage d'énergie Un autre bémol est aussi celui de l’efficacité réduite du transfert entre les réseaux PV et/ou les éoliennes, et les consommateurs. L’objectif de cette thèse est de présenter et de comparer différentes stratégies de commandes pour les systèmes alimentés par les sources d’énergies renouvelables. Un prototype destiné à des fins d’essais a été conçu. Cette thèse traite de différents aspects tels que la modélisation de panneaux PV, l’observateur non linéaire, un algorithme de contrôle basé sur une recherche du point de puissance maximum (Maximum modélisation d’un convertisseur abaisseur DC/DC,construire un Point Power Point Tracking), un algorithme de contrôle polynôme, la stabilité du système. Le chapitre 2 présente différents modèles de cellule photovoltaïque qui peuvent, en outre, être utilisés dans une boucle de contrôle. Une interface utilisateur graphique est créée pour faciliter le calcul de certains paramètres et de la courbe caractéristique de la tension voltage du panneau PV. De plus, un modèle à espace d’états et un modèle de fonction de transfert de certains convertisseurs DC/DC sont présentés. Le chapitre 3 se concentre sur l’élaboration d’un observateur Takagi-Sugeno (T-S) qui fournit la tension estimée du panneau PV. Ce dernier sera, plus tard, utilisé dans le bloc de commande ou pourra servir pour les diagnostics. Le chapitre 4 compare différents algorithmes MPPT classique, ainsi qu’un algorithme de contrôle avancé qui pourra être utilisé plus tard pour améliorer les performances des boucles de contrôles. Une étude de cas sur une commande de supervision utilisant une cellule à combustion est proposée. Le chapitre 5 est orienté vers une approche plus pratique. Il présente un système de contrôle distribué qui est géré via un serveur OPC. Un algorithme de control polynomial robuste R-S-Test élaboré, validé en simulation et testé sur une plateforme expérimentale. Un système d’acquisition de données enregistre les informations envoyées par chacune des boucles de contrôle et est capable de tracer les données en temps réel. Le chapitre 6 est dédié aux conclusions. Le chapitre 7 présente les codes des logiciels développés et certains schémas qui ont été utilisés durant les simulations. Le chapitre 8 liste la bibliographie.
Nowadays renewable energy is a long term solution for replacing the conventional sources of energy. The use of photovoltaic (PV) arrays and wind turbines has become very popular. Nevertheless, this “free energy” arises new challenges. Some of the big inconveniences of these alternatives are represented by a low conversion rate of the energy and the necessity of using an energy storing system. Another drawback is the reduced transfer efficiency between the PV arrays or/and wind turbines and the consumers. The goal of this thesis is to present and compare different control strategies for systems that are powered by renewable sources of energy. A prototype for testing purposes was designed. This thesis treats different aspects such as PV panel modelling, buck converter modelling, building a non-linear observer, a control algorithm based on maximum power point tracking (MPPT), a polynomial control algorithm, the stability of the system. Chapter 2 presents different photovoltaic cell models that can be further used in control loops. A graphic user interface is created for facilitating the computation of certain parameters and of the power-voltage / current-voltage characteristics of a PV panel. Furthermore, a state space model and a transfer function model of some DC/DC converters are presented. Chapter 3 focuses on elaborating a Takagi-Sugeno (T-S) observer which will provide the estimated voltage of the PV panel. The latter will later be used in the control block or it can serve for diagnosis purposes. Chapter 4 compares different classical MPPT algorithms, as well as advanced control algorithms which may be later used to improve the performances of the control loops. A case study on a supervisory control that uses fuel cells is proposed. Chapter 5 is oriented on a rather practical approach. It presents a distributed control system that is managed via an OPC server. A robust R-S-T polynomial controller is designed, validated in simulation and tested on a prototype. A data acquisition system stores the data sent by each of the control loops and is able to plot data in real time. Chapter 6 is dedicated to the conclusions. Chapter 7 presents the code of the developed software and some schematics that were used during simulations. Chapter 8 lists the bibliography.
De nos jours, l’énergie renouvelable est une solution durable pour remplacer les sources conventionnelles d’énergie. L’utilisation de réseaux photovoltaïques (PV) et d’éoliennes est devenue très populaire. Cependant, de cette énergie gratuite découlent de nouveaux défis. Certains des grands inconvénients de ces alternatives sont représentés par un faible taux de conversion de l'énergie et par la nécessité d'utiliser un système de stockage d'énergie Un autre bémol est aussi celui de l’efficacité réduite du transfert entre les réseaux PV et/ou les éoliennes, et les consommateurs. L’objectif de cette thèse est de présenter et de comparer différentes stratégies de commandes pour les systèmes alimentés par les sources d’énergies renouvelables. Un prototype destiné à des fins d’essais a été conçu. Cette thèse traite de différents aspects tels que la modélisation de panneaux PV, l’observateur non linéaire, un algorithme de contrôle basé sur une recherche du point de puissance maximum (Maximum modélisation d’un convertisseur abaisseur DC/DC,construire un Point Power Point Tracking), un algorithme de contrôle polynôme, la stabilité du système. Le chapitre 2 présente différents modèles de cellule photovoltaïque qui peuvent, en outre, être utilisés dans une boucle de contrôle. Une interface utilisateur graphique est créée pour faciliter le calcul de certains paramètres et de la courbe caractéristique de la tension voltage du panneau PV. De plus, un modèle à espace d’états et un modèle de fonction de transfert de certains convertisseurs DC/DC sont présentés. Le chapitre 3 se concentre sur l’élaboration d’un observateur Takagi-Sugeno (T-S) qui fournit la tension estimée du panneau PV. Ce dernier sera, plus tard, utilisé dans le bloc de commande ou pourra servir pour les diagnostics. Le chapitre 4 compare différents algorithmes MPPT classique, ainsi qu’un algorithme de contrôle avancé qui pourra être utilisé plus tard pour améliorer les performances des boucles de contrôles. Une étude de cas sur une commande de supervision utilisant une cellule à combustion est proposée. Le chapitre 5 est orienté vers une approche plus pratique. Il présente un système de contrôle distribué qui est géré via un serveur OPC. Un algorithme de control polynomial robuste R-S-Test élaboré, validé en simulation et testé sur une plateforme expérimentale. Un système d’acquisition de données enregistre les informations envoyées par chacune des boucles de contrôle et est capable de tracer les données en temps réel. Le chapitre 6 est dédié aux conclusions. Le chapitre 7 présente les codes des logiciels développés et certains schémas qui ont été utilisés durant les simulations. Le chapitre 8 liste la bibliographie.
Nowadays renewable energy is a long term solution for replacing the conventional sources of energy. The use of photovoltaic (PV) arrays and wind turbines has become very popular. Nevertheless, this “free energy” arises new challenges. Some of the big inconveniences of these alternatives are represented by a low conversion rate of the energy and the necessity of using an energy storing system. Another drawback is the reduced transfer efficiency between the PV arrays or/and wind turbines and the consumers. The goal of this thesis is to present and compare different control strategies for systems that are powered by renewable sources of energy. A prototype for testing purposes was designed. This thesis treats different aspects such as PV panel modelling, buck converter modelling, building a non-linear observer, a control algorithm based on maximum power point tracking (MPPT), a polynomial control algorithm, the stability of the system. Chapter 2 presents different photovoltaic cell models that can be further used in control loops. A graphic user interface is created for facilitating the computation of certain parameters and of the power-voltage / current-voltage characteristics of a PV panel. Furthermore, a state space model and a transfer function model of some DC/DC converters are presented. Chapter 3 focuses on elaborating a Takagi-Sugeno (T-S) observer which will provide the estimated voltage of the PV panel. The latter will later be used in the control block or it can serve for diagnosis purposes. Chapter 4 compares different classical MPPT algorithms, as well as advanced control algorithms which may be later used to improve the performances of the control loops. A case study on a supervisory control that uses fuel cells is proposed. Chapter 5 is oriented on a rather practical approach. It presents a distributed control system that is managed via an OPC server. A robust R-S-T polynomial controller is designed, validated in simulation and tested on a prototype. A data acquisition system stores the data sent by each of the control loops and is able to plot data in real time. Chapter 6 is dedicated to the conclusions. Chapter 7 presents the code of the developed software and some schematics that were used during simulations. Chapter 8 lists the bibliography.
12-03-2019
12-03-2019
Thèse
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Snapshot multispectral image demosaicing and classification
Snapshot multispectral image demosaicing and classification


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Les caméras multispectrales échantillonnent le spectre du visible et/ou de l'infrarouge selon des bandes spectrales étroites. Parmi les technologies disponibles, Les caméras snapshot équipées d'une mosaïque de filtres acquièrent des images brutes à cadence vidéo. Ces images brutes nécessitent un processus de dématriçage permettant d'estimer l'image multispectrale en pleine définition. Dans ce manuscrit nous examinons les méthodes de dématriçage multispectrale et proposons une nouvelle méthode basée sur l'image panchromatique. De plus, nous mettons en évidence l'influence de l'illumination sur les performances de dématriçage, puis nous proposons des étapes de normalisation rendant ce dernier robuste aux propriétés d'acquisition. Les résultats expérimentaux montrent que notre méthode fournit de meilleurs résultats que les méthodes classiques. Afin d'effectuer une analyse de texture, nous étendons les opérateurs basés sur les motifs binaires locaux aux images de texture multispectrale au détriment d'exigences de mémoire et de calcul accrues. Nous proposons alors de calculer les descripteurs de texture directement à partir d'images brutes, ce qui évite l'étape de dématriçage tout en réduisant la taille du descripteur. Afin d'évaluer la classification sur des images multispectrales, nous avons proposé la première base de données multispectrale de textures proches dans les domaines spectraux du visible et du proche infrarouge. Des expériences approfondies sur cette base montrent que le descripteur proposé a à la fois un coût de calcul réduit et un pouvoir de discrimination élevé en comparaison avec les descripteurs classiques appliqués aux images dématriçées.
Multispectral cameras sample the visible and/or the infrared spectrum according to narrow spectral bands. Available technologies include snapshot multispectral cameras equipped with filter arrays that acquire raw images at video rate. Raw images require a demosaicing procedure to estimate a multispectral image with full spatio-spectral definition. In this manuscript we review multispectral demosaicing methods and propose a new one based on the pseudo-panchromatic image. We highlight the influence of illumination on demosaicing performances, then we propose pre- and post-processing normalization steps that make demosaicing robust to acquisition properties. Experimental results show that our method provides estimated images of better objective quality than classical ones. Multispectral images can be used for texture classification. To perform texture analysis, we extend local binary pattern operators to multispectral texture images at the expense of increased memory and computation requirements. We propose to compute texture descriptors directly from raw images, which both avoids the demosaicing step and reduces the descriptor size. In order to assess classification on multispectral images we have proposed the first significant multispectral database of close-range textures in the visible and near infrared spectral domains. Extensive experiments on this database show that the proposed descriptor has both reduced computational cost and high discriminating power with regard to classical local binary pattern descriptors applied to demosaiced images.
Les caméras multispectrales échantillonnent le spectre du visible et/ou de l'infrarouge selon des bandes spectrales étroites. Parmi les technologies disponibles, Les caméras snapshot équipées d'une mosaïque de filtres acquièrent des images brutes à cadence vidéo. Ces images brutes nécessitent un processus de dématriçage permettant d'estimer l'image multispectrale en pleine définition. Dans ce manuscrit nous examinons les méthodes de dématriçage multispectrale et proposons une nouvelle méthode basée sur l'image panchromatique. De plus, nous mettons en évidence l'influence de l'illumination sur les performances de dématriçage, puis nous proposons des étapes de normalisation rendant ce dernier robuste aux propriétés d'acquisition. Les résultats expérimentaux montrent que notre méthode fournit de meilleurs résultats que les méthodes classiques. Afin d'effectuer une analyse de texture, nous étendons les opérateurs basés sur les motifs binaires locaux aux images de texture multispectrale au détriment d'exigences de mémoire et de calcul accrues. Nous proposons alors de calculer les descripteurs de texture directement à partir d'images brutes, ce qui évite l'étape de dématriçage tout en réduisant la taille du descripteur. Afin d'évaluer la classification sur des images multispectrales, nous avons proposé la première base de données multispectrale de textures proches dans les domaines spectraux du visible et du proche infrarouge. Des expériences approfondies sur cette base montrent que le descripteur proposé a à la fois un coût de calcul réduit et un pouvoir de discrimination élevé en comparaison avec les descripteurs classiques appliqués aux images dématriçées.
Multispectral cameras sample the visible and/or the infrared spectrum according to narrow spectral bands. Available technologies include snapshot multispectral cameras equipped with filter arrays that acquire raw images at video rate. Raw images require a demosaicing procedure to estimate a multispectral image with full spatio-spectral definition. In this manuscript we review multispectral demosaicing methods and propose a new one based on the pseudo-panchromatic image. We highlight the influence of illumination on demosaicing performances, then we propose pre- and post-processing normalization steps that make demosaicing robust to acquisition properties. Experimental results show that our method provides estimated images of better objective quality than classical ones. Multispectral images can be used for texture classification. To perform texture analysis, we extend local binary pattern operators to multispectral texture images at the expense of increased memory and computation requirements. We propose to compute texture descriptors directly from raw images, which both avoids the demosaicing step and reduces the descriptor size. In order to assess classification on multispectral images we have proposed the first significant multispectral database of close-range textures in the visible and near infrared spectral domains. Extensive experiments on this database show that the proposed descriptor has both reduced computational cost and high discriminating power with regard to classical local binary pattern descriptors applied to demosaiced images.
11-03-2019
11-03-2019
Thèse
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