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Réponse viscoélastique-viscoplastique en grandes déformations du polyéthylène : observations expérimentales, modélisation constitutive et simulation

/ Abdulhameed Hemin / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 20-07-2015
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Ce travail de thèse est une contribution à l’étude de la réponse mécanique en grandes transformations du polyéthylène. Dans une première partie, des observations expérimentales sont données sur la réponse mécanique dépendante du temps de polyéthylènes contenant une large gamme de fractions cristallines. Dans une seconde partie, un modèle de comportement viscoélastique-viscoplastique est développé pour reproduire, lorsque le taux de cristallinité évolue, la transition progressive entre la réponse mécanique typique des thermoplastiques et celle plus typique des élastomères. Afin d’identifier les paramètres du modèle, une méthode déterministe analytique et une méthode numérique, basée sur un algorithme génétique, sont développées. Dans une troisième partie, le modèle de comportement proposé est implanté dans un code de calculs par éléments finis et utilisé pour prédire la réponse d’échantillons multi-couches de polyéthylènes à différentes fractions cristallines. Des comparaisons entre les simulations et les données expérimentales (en termes de réponse mécanique et d’évolution de la striction) mettent en évidence les capacités prédictives du modèle proposé.

Essays on the history of macroeconometric modeling and the evolution of economic analysis at the Federal Reserve

/ Acosta Juan / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 25-05-2019
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Cette thèse est composée de quatre articles qui analysent l’évolution de l’analyse économique au sein de la Reserve Fédérale et le développement des modèles macroéconométriques aux Etats Unis pendant les années cinquante et soixante. Le premier article, « Roosa et Samuelson sur l'efficacité de la politique monétaire », porte sur les différents types d'arguments utilisés par Robert Roosa (Banque de la Réserve Fédérale de New York) et Paul Samuelson (Massachussetts Institute of Technology) au sujet du rôle des banques dans l'efficacité de la politique monétaire au début des années cinquante. Roosa souligne l'importance de prendre en compte les caractéristiques du système financier des Etats­Unis et son évolution. Son argumentation se fond sur l'intuition acquise dans son activité quotidienne sur le marché monétaire à New York. Samuelson, quant à lui, transforme le débat et le réduit à la question de l'existence d'un équilibre avec rationnement sur le marché du crédit. Bien que Samuelson n’ait pas proposé de modèle mathématique, il a ainsi orienté le débat dans une direction plus proche du langage des économistes, reposant sur les concepts d'équilibre et comportement rationnel. Dans le deuxième article, « La modélisation macroéconométrique et le comité sur la stabilité économique (CES) du SSRC, 19591963 », Erich Pinzón­Fuchs et moi­même discutons l’élaboration d'un modèle qui a jeté les bases de la macroéconométrie des années soixante. Nous analysons, à l’aide de l’étude du travail individuel des chercheurs impliqués et des retranscriptions de leurs réunions annuels, comment le modèle a été construit par un groupe d’une vingtaine de chercheurs. Nous signalons l'importance des liens que ce projet a institué entre les économistes, différentes agences gouvernementales, et des think­tanks comme la Brookings Institution. Dans le troisième article, « Le comportement des banques dans les modèles macroéconométriques des années soixante », Goulven Rubin et moi­même étudions l’intégration du choix de portefeuille pour les banques et le traitement du rationnement du crédit dans ces modèles. Nous démontrons que le modèle de la Reserve Fédérale est plus transparent que les modèles précédents dans la mesure où la structure du marché monétaire est plus claire. Un effort a été réalisé pour clarifier le rapport entre les équations fonctionnaires de la Reserve Fédérale pour explorer ces méthodes et leurs possibles usages pour guider la politique monétaire. estimées et les choix microéconomiques des banques. Par rapport au rationnement du crédit, nous soulignons l’effort des modélisateurs pour l'inclure dans les modèles malgré la difficulté à observer ce rationnement directement. Leurs efforts pour favoriser la mesure a permis d’inclure ce rationnement dans le modèle, mais avec des résultats limités en termes d’implication analytique du rationnement sur la politique monétaire. Dans le quatrième article, « La transformation de l'analyse économique à la Reserve Fédérale pendant les années soixante », Béatrice Cherrier et moi­même utilisons les données biographiques des fonctionnaires de la Reserve Fédérale, des témoignages, et des archives, pour montrer comment la modélisation économétrique et les prévisions ont trouvé une place au sein de la Reserve Fédérale. Nous montrons, en particulier, que l’arrivée de ces méthodes a été la conséquence des pressions externes mais aussi de la volonté des fonctionnaires de la Reserve Fédérale pour explorer ces méthodes et leurs possibles usages pour guider la politique monétaire.

Contribution to development of a secured traceability system for textile and clothing supply chain

/ Agrawal Tarun Kumar / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Soochow university (Suzhou, China), Högskolan i Borås‎ (Suède) / 14-06-2019
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Une traçabilité sécurisée implique non seulement la possibilité d’identifier, capturer et partager des informations requises concernant la transformation du produit tout au long de la chaine d’approvisionnement, mais aussi d’assurer à la cyber-sécurité des données liées à la traçabilité. En raison de l’asymétrie des informations et du manque de transparence et du manque de solutions peu coûteuses, simples, sécurisées et efficaces à mettre en œuvre, les industries du textile et habillement connaissent souvent des difficultés à adopter et maintenir une traçabilité efficace. Les agents de la chaine d’approvisionnement trouvent difficile l’identification et le suivi de tous les fournisseurs et sous-contractants. De plus, l’opacité et le défaut de traçage dans la chaîne ont favorisé l’intrusion facile des contrefaçons. Par conséquent, le système de traçabilité sécurisé a été identifié comme étant un outil essentiel qui assure la capture et le partage des données de traçabilité nécessaires. Ceci permet le suivi et le repérage des produits dans la chaine d’approvisionnement. En outre, le système de traçabilité sécurisé permet une organisation aux niveaux des processus de prise de décisions, protège les clients des contrefaçons, apporte une réponse aux demandes de transparence des consommateurs et anticipe les besoins grandissants pour la chaine logistique retour et le recyclage de ces matériaux. Cette thèse contribue au développement d’un système de traçabilité sécurisé pour le secteur du textile et habillement. La traçabilité du système est examinée sur des produits et des niveaux d’informations en utilisant une approche système-système. Au niveau du produit, cette thèse introduit une étiquette de traçabilité sécurisée pouvant être imprimée à la surface du textile. L’étiquette sécurisée est difficile à copier, résistante aux conditions d’usages textiles, et donc fournit une sécurité suffisante avec le marquage du produit pour une mise en œuvre de la traçabilité. Au niveau informationnel, cette étude explore et classifie les données liées à la traçabilité pouvant être partagées entre les entreprises elles-mêmes ainsi qu’entre les entreprises et les clients, et ceci afin d’implémenter une traçabilité sécurisée. En outre, un système de traçabilité basé sur une chaine à blocs est proposé, pour la chaine d’approvisionnement textile-habillement, afin de capturer et partager systématiquement les données au réseau de chaines d’approvisionnement. Le système proposé prouve la faisabilité des infrastructures des donnés partagées pour une traçabilité sûre, sans autorité centrale, et développe une technologie basée sur la confiance entre les agents de la chaine. Il s’appuie sur une autorité décentralisée avec une confidentialité des données et des règles d’accessibilité personnalisées. Par conséquent, ce système fournit une opportunité unique, une flexibilité et une autorité à tous les agents pour retrouver leurs chaînes et créer un réseau de chaînes d'approvisionnement transparent et durable.

Smart City: Implementation and development of platforms for the management of SunRise Smart Campus

/ Ali Shayar / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 02-07-2018
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Ce travail concerne la mise en place de plateformes professionnelles informatiques et le développement de la plate-forme SunRise pour la gestion d'une Smart City. Il s’inscrit dans le cadre du projet SunRise qui vise à transformer le campus Cité Scientifique de l'Université de Lille en une «ville intelligente et durable». Le campus est représentatif d'une petite ville de 25 000 habitants et de 100 km de réseaux urbains. Cette thèse comprend cinq parties. La première partie comprend un état de l’art concernant les Smart Cities avec ses définitions et ses composantes. La deuxième partie présente le rôle des données dans les villes intelligentes, ainsi que les dernières technologies utilisées pour la gestion des villes intelligentes. Il présente également les différentes architectures et plateformes existantes pour la gestion d'une Smart City. La troisième partie présente le démonstrateur SunRise Smart City, sur lequel s’appuie cette thèse. La partie détaille l'instrumentation du site de démonstration ainsi que le modèle SIG du démonstrateur. La quatrième partie concerne l'architecture des deux plateformes professionnelles PI System et OpenDataSoft ainsi que leur mise en place et leur utilisation pour l'analyse de la consommation d'eau. La dernière partie décrit l'architecture de la plateforme SunRise et détaille ses couches. Il présente également les étapes du développement et de l’implémentation de la plateforme.

Use of Smart Technology for heating energy optimization in buildings : experimental and numerical developments for indoor temperature forecasting

/ Attoue Nivine / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Université libanaise / 13-05-2019
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L’inquiétude croissante concernant le futur des ressources énergétique a fait de l’optimisation énergétique une priorité dans tous les secteurs. De nombreux sujets de recherche se sont focalisés sur celui du bâtiment étant le principal consommateur d’énergie, en particulier à cause de ses besoins en chauffage. L’application des stratégies de contrôle et de gestion innovantes peuvent contribuer à des économies d'énergie. L'objectif de cette thèse est d'introduire le concept intelligent dans les bâtiments pour réduire la consommation d'énergie. L'étude vise à développer un modèle permettant de prédire le comportement thermique des bâtiments. La thèse propose une méthodologie basée sur la sélection des paramètres d'entrée pertinents, après une analyse de pertinence, pour développer un modèle simplifié de réseau de neurones artificiel, utilisé pour la prévision de température intérieure. Le domaine intelligent nécessite un processus automatisé pour comprendre la dynamique des bâtiments et décrire ses caractéristiques. L’utilisation des modèles thermiques réduits convient pour de telles stratégies. Ainsi, la thèse présente une étude préliminaire pour la génération d'un processus automatisé pour déterminer la prévision de température intérieure à court terme et les caractéristiques des bâtiments basées sur la modélisation en boîte grise. Cette étude est basée sur une méthodologie capable de trouver l'ensemble de données le plus fiable qui décrit le mieux la dynamique du bâtiment. L'étude montre que l'ordre le plus performant pour les modèles réduits est régi par la dynamique des données collectées utilisées.

Développement et caractérisation d’un démonstrateur de générateur thermoélectrique à base de membranes de silicium couplées à de l’ingénierie phononique

/ Bah Thierno Moussa / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 03-07-2019
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L'essor de l'internet des objets (IoT) et des capteurs autonomes et communicants semble être retardé en raison du manque de source d’énergie fiable, sûre et à faible coût. Les récupérateurs d’énergies thermoélectriques présentent ces avantages clés. Le silicium présente les avantages d'être très abondant, moins polluant et de bénéficier d'installations et de procédés technologiques permettant la production en série de récupérateurs d’énergies thermoélectriques à faible coût par rapport aux matériaux conventionnel (alliages de tellure de bismuth). Toutefois, le silicium est un matériau thermoélectrique médiocre en raison de sa conductivité thermique élevée ( ). La possibilité de réduire la conductivité thermique tout en préservant la conductivité électrique et le coefficient Seebeck est la clé pour améliorer le silicium en tant que matériau thermoélectrique efficace. À cette fin, les efforts sont orientés vers la partie phononique du transport de chaleur, qui constitue la contribution dominante dans les semi-conducteurs. Les recherches menées au cours de cette thèse ont porté sur l'intégration des membranes de silicium nanostructurées de réseaux phononiques dans des démonstrateurs de récupérateurs d’énergies thermoélectriques et leur caractérisation au regard de l'état de l’art. Les résultats de ces études ont démontré la faisabilité d’un récupérateur d’énergie thermoélectrique à base de silicium présentant des performances (De quelques µW/cm2 pour ΔT~5-10K à quelques mW/cm2 pour ΔT>100K) suffisantes pour l’alimentation en énergie de nœuds de capteurs autonomes et des performances comparables à celles d’un récupérateur (état de l’art) à base de tellure de bismuth en fonction des conditions de refroidissement de ces derniers. De plus, cette thèse a démontré, outre la récupération d'énergie, la possibilité de développer des refroidisseurs thermoélectriques à base de silicium, ouvrant la voie à une possible intégration de refroidisseurs thermoélectriques dans des dispositifs micro-électroniques à base de silicium.

Towards an energy planning strategy for autonomous driving of an over-actuated road vehicle

/ Bensekrane Ismail / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 11-07-2019
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Dans cette thèse, une planification énergétique pour les véhicules routiers sans conducteur (URV) suractionnés avec une configuration de direction redondante est proposée. En effet, des indicateurs sur la géométrie de la route, la redondance des actionnements, le profil de vitesse optimal et le mode de conduite sont identifiés pour chaque segment de la trajectoire de l'URV. Ainsi, un modèle d'estimation de la consommation d'énergie d'un véhicule à conduite autonome suractivé est développé. Deux méthodes de modélisation de la consommation d'énergie sont considérées. La première méthode est basée sur un modèle analytique de consommation d’énergie prenant en compte le degré de steerabilité, le degré de mobilité et le degré de redondance de l’actionnement. La deuxième méthode utilisée pour la modélisation de la consommation d’énergie repose sur la méthode qualitative d’apprentissage des données, à savoir: le système d’inférence neuro-floue adaptatif (ANFIS). Cette dernière a été prise en compte en cas de présence de paramètres dynamiques inconnus de l'URV et d'incertitudes sur son interaction avec l'environnement. La validation de l'estimation de la consommation d'énergie a été appliquée à un véhicule autonome réel appelé RobuCar. La stratégie de planification énergétique a été élaborée selon deux approches: discrète et continue. L’approche discrète repose sur la construction d’un digraphe d’énergie avec toutes les configurations possibles tenant compte des contraintes cinématiques et dynamiques basées sur une configuration de grille 3D, selon: la vitesse, la longueur de l’arc, le mode de conduite. Dans ce graphe orienté pondéré, les arêtes décrivent l’énergie consommée par l’UAV le long d’un segment de la trajectoire. Un algorithme d'optimisation est appliqué sur le digraphe pour obtenir une solution globale optimale combinant le mode de conduite, la consommation électrique et le profil de vitesse de l'URV. L'approche continue repose sur une stratégie d'optimisation multicritères utilisant des algorithmes génétiques (NSGA-II). Ensuite, un chemin réel est considéré et modélisé en utilisant deux combinaisons géométriques lisses: la première est {lignes, clothoïdes et arcs}, et la seconde est {lignes et courbes de Hodograph de Pythagore}. La stratégie de planification énergétique est ensuite appliquée aux chemins générés. En outre, un graphique dirigé est construit pour synthétiser le profil de vitesse optimal qui minimise la consommation d'énergie globale tout en prenant en compte tous les modes de conduite. Les résultats sont comparés à ceux donnés par la méthode de programmation dynamique pour une optimisation globale hors ligne.

Co-design et implémentation d’un noyau minimal orienté par sa preuve, et évolution vers les architectures multi-coeur

/ Bergougnoux Quentin / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 19-06-2019
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Avec la croissance majeure de l’Internet des Objets et du Cloud Computing, la sécurité dans ces systèmes est devenue un problème majeur. Plusieurs attaques ont eu lieu dans les dernières années, mettant en avant la nécessité de garanties de sécurité fortes sur ces systèmes. La plupart du temps, une vulnérabilité dans le noyau ou un de ses modules est suffisante pour compromettre l’intégralité du système. Établir et prouver des propriétés de sécurité par le biais d’assistants de preuve semble être un grand pas en avant vers l’apport de garanties de sécurité. Cela repose sur l’utilisation de modèles mathématiques dans le but de raisonner sur leur comportement, et d’assurer que ce dernier reste correct. Cependant, en raison de la base de code importante des logiciels s’exécutant dans ces systèmes, plus particulièrement le noyau, cela n’est pas une tâche aisée. La compréhension du fonctionnement interne de ces noyaux, et l’écriture de la preuve associée à une quelconque propriété de sécurité, est de plus en plus difficile à mesure que le noyau grandit en taille. Dans cette thèse, je propose une nouvelle approche de conception de noyau, le proto-noyau. En réduisant les fonctionnalités offertes par le noyau jusqu’à leur plus minimal ensemble, ce modèle, en plus de réduire au maximum la surface d’attaque, réduit le coût de preuve au maximum. Il permet également à un vaste ensemble de systèmes d’être construits par-dessus, considérant que la minimalité des fonctionnalités comprises dans le noyau oblige les fonctionnalités restantes à être implémentées en espace utilisateur. Je propose également dans cette thèse une implémentation complète de ce noyau, sous la forme du proto-noyau Pip. En ne fournissant que les appels systèmes les plus minimaux et indispensables, l’adaptation du noyau à des usages concrets et la faisabilité de la preuve sont assurées. Afin de réduire le coût de transition modèlevers-binaire, la majorité du noyau est écrite directement en Gallina, le langage de l’assistant de preuve Coq, et est automatiquement convertie en code C compilable pendant la phase de compilation. Pip ne repose alors que sur une fine couche d’abstraction matérielle écrite dans des langages de bas niveau, qui ne fournit que les primitives que le modèle requiert, telles que la configuration du matériel. De plus, étant donné que l’Internet des Objets et le Cloud Computing nécessitent aujourd’hui ces architectures, je propose plusieurs extensions au modèle de Pip afin de supporter le matériel multi-cœur. Soutenus par des implémentations, ces modèles permettent d’apporter le proto-noyau Pip dans les architectures multi-coeur, apportant ainsi des garanties de sécurité fortes dans ces environnement. Enfin, je valide mon approche et son implémentation par le biais d’évaluations de performances et d’une preuve de concept de portage de noyau Linux, démontrant ainsi la flexibilité du proto-noyau Pip dans des environnements réels.

Caractérisation diélectrique et thermique de films biopolymères pour l’électronique flexible haute fréquence

/ Boussatour Ghizlane / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 12-04-2019
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Les matériaux biopolymères sont l’objet d’un engouement très fort pour des applications très variées dans de nombreux domaines d’activités où ils remplacent de plus en plus les polymères pétrosourcés. Compte tenu de leurs propriétés, parmi lesquelles la biocompatibilité, la biodégradabilité, la flexibilité et la légèreté, ils suscitent un intérêt croissant dans le domaine de l’électronique. Néanmoins, leur possible intégration dans l’électronique haute fréquence passe par l’étude de propriétés importantes telles que la conductivité thermique et la permittivité diélectrique complexe. Dans ce travail nous nous intéressons à deux biopolymères en particulier, l’acide poly lactique (PLA) et le palmitate de cellulose (CP). L’extraction des propriétés de ces matériaux est réalisée au travers de la mise en œuvre de deux méthodes. La méthode 3ω pour la détermination de la conductivité thermique et la méthode dite des deux lignes pour la détermination de la permittivité diélectrique complexe. Cette dernière est mesurée sur une bande de fréquences allant de 0,5 à 67 GHz. Ces deux techniques de caractérisation requièrent la réalisation de lignes métalliques en surface des films biopolymères qui compte tenu de leur nature supportent mal les procédés de photolithographie. Aussi, des procédés alternatifs ont été développés pour répondre à ce challenge technologique. Ce travail expérimental est accompagné d’études de modélisation sur les deux volets, estimations de la conductivité thermique et de la permittivité diélectrique complexe des matériaux investigués. La confrontation des modèles proposés, analytiques et numériques, aux données expérimentales montre une bonne compréhension du problème de caractérisation de ces biopolymères.

Mécanismes et conséquences évolutives de la dominance au locus d'auto-incompatibilité chez Arabidopsis

/ Burghgraeve Nicolas / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 26-06-2018
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La dominance entre allèles S chez les Brassicaceae est contrôlée par un ensemble de petits ARNs non codants et de leurs séquences cibles. Les relations de dominance qu'ils établissent ont un ensemble de conséquences sur l'accumulation du polymorphisme au locus S lui-même mais également dans les régions immédiatement liées. L'idée du projet a été d'étudier 1) les critères d'appariement selon lesquels les petits ARNs non-codants provoquent le silencing transcriptionnel, 2) la diversité des petits ARNs, de leurs précurseurs et de leurs cibles en populations naturelles afin de déterminer si les contraintes fonctionnelles qu'ils subissent s'apparentent à celles qui pèsent en général sur les miRNAs et enfin 3) la diversité des séquences flanquantes, afin de déterminer d'une part l'ampleur du pic de polymorphisme attendu en raison de la sélection balancée et d'autre part si on peut détecter un fardeau de mutations délétères spécifique à chaque allèle le long de la hiérarchie de dominance.

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