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Estimation 3D de la déformation des tissus mous biologiques par traitement numérique des données ultrasonores radiofréquences - Application à la détection précoce d\u27escarres
No full textLe but de l\u27élastographie ultrasonore est de fournir aux praticiens hospitaliers une information relative à l\u27élasticité locale d\u27un milieu biologique. Ce type d\u27information présente en effet un intérêt fondamental en diagnostic clinique car les processus pathologiques s\u27accompagnent généralement de variations d\u27élasticité dans les tissus biologiques. L\u27élastographie dite " statique ", domaine dans lequel s\u27inscrit ce travail, repose sur un principe simple de mécanique : sous l\u27action d\u27une même contrainte une zone molle se déforme davantage qu\u27une zone rigide. L\u27élasticité locale d\u27un milieu peut donc être révélée en imageant sa déformation sous l\u27action d\u27une contrainte. L\u27estimation de la déformation est réalisée par une analyse numérique des signaux échographiques acquis avant et après compression du tissu, en mesurant les modifications induites par la contrainte. Jusqu\u27à récemment, les techniques de traitement du signal utilisées en élastographie étaient essentiellement des méthodes monodimensionnelles. Mais cette caractéristique s\u27avère trop limitative, car les milieux biologiques se déforment de manière tridimensionnelle. Si l\u27on ne tient pas compte du mouvement tissulaire local 3D, la déformation estimée sera erronée. Elle le sera d\u27autant plus que la contrainte appliquée sera importante et que le milieu sera hétérogène. Dans le cadre de cette thèse, nous avons développé un modèle numérique 3D de traitement des données ultrasonores radiofréquences pour l\u27estimation de la déformation. L\u27algorithme développé a en particulier été appliqué à la détection précoce de l\u27escarre
Étude et caractérisation du matériau CuAl1% utilisé en tant que couche de germination pour améliorer les performances de fiabilité des interconnexions des technologies 45 nm et ultérieures
No full textLes travaux présentés s\u27inscrivent dans le cadre du développement des technologies de l\u27intégration des dispositifs électroniques à base silicium. L\u27augmentation de la vitesse de commutation conduit à une réduction des dimensions des interconnexions qui relient les transistors entre eux et ainsi diminue la fiabilité des circuits intégrés. Les solutions étudiées pour contrebalancer cette tendance ont comme caractéristique de diminuer les performances électriques des lignes. Le cuivre allié à un pourcent d\u27aluminium, en tant que couche de germination, est un alliage prometteur pour trouver un optimum entre l\u27amélioration de la fiabilité et une limitation des variations de résistance dans les interconnexions. L\u27intégration de ce matériau a permis de valider son influence sur la fiabilité lors de tests d\u27électromigration. L\u27analyse physique du CuAl1% nous a permis d\u27identifier plusieurs phénomènes qui expliquent ces résultats tels que : la meilleure adhérence du CuAl sur les matériaux barrières, la plus grande taille des grains formés et la réduction importante de la diffusion des impuretés présentes dans les interconnexions. Nous avons aussi observé que, pour les procédés technologiques les plus avancés, la présence d\u27aluminium dégrade peu les performances électriques des interconnexions. Le CuAl permet de plus, grâce à ses performances d\u27adhérence, l\u27usage d\u27une barrière ultra-fine et ultra conforme déposée selon le procédé ALD. Cela conduit à un volume de cuivre plus important dans les lignes et ainsi réduit de façon importante la résistance des interconnexions. Enfin, ce travail a permis d\u27identifier une propriété de l\u27alliage CuAl qui n\u27avait pas été présupposée par la littérature. Le CuAl montre une influence sur la diffusion du cuivre en diminuant fortement la défectuosité et la densité de "hillocks" (protrusions de cuivre) observée lors de la fabrication des puces électroniques. Cette propriété peut permettre une réduction importante des contraintes d\u27enchaînement lors de la production des circuits intégrés
Développement d\u27un modèle numérique de l\u27instrument MUSE/VLT (Multi Unit Spectroscopic Explorer / Very Large Telescope)
No full textAu cours de la dernière décade, la course aux grands et très grands télescopes a été accompagnée d\u27une augmentation non seulement de la taille et de la complexité des projets instrumentaux en astrophysique, mais aussi des exigences sur les performances des instruments. Cette combinaison de complexité et d\u27exigences accrues rend de plus en plus nécessaire le développement de modèles sophistiqués pour ces instruments. Ce mémoire de thèse présente le modèle numérique développé au Centre de Recherche Astronomique de Lyon (CRAL) pour simuler l\u27instrument MUSE. Cet instrument est un spectrographe intégral de champ pour les grands télescopes européens du VLT, en cours de réalisation par le CRAL. Ce modèle intègre l\u27ensemble de la chaîne d\u27acquisition, depuis l\u27atmosphère et le télescope jusqu\u27aux détecteurs inclus. Il prend en compte les aberrations optiques et les effets de la diffraction, en propageant un front d\u27onde à travers l\u27instrument selon le concept de l\u27optique de Fourier. Cette présentation du logiciel est accompagnée d\u27une discussion des difficultés rencontrées et des moyens mis en oeuvre pour les résoudre. Elle est suivie par des exemples de simulations et d\u27utilisations de ce logiciel pour étudier les performances attendues de l\u27instrument. En parallèle au travail de modélisation décrit ci-dessus, ce travail de thèse a aussi porté sur l\u27adaptation du logiciel de gestion documentaire du projet MUSE pour permettre son utilisation dans un environnement de travail UNIX. Ce travail est aussi décrit dans ce mémoire
Estimation du mouvement dans des séquences d\u27images échographiques : application à l\u27élastographie de la thyroïde
No full textCette thèse concerne l\u27estimation du mouvement dans des séquences d\u27images échographiques, avec comme application médicale l\u27élastographie statique de la thyroïde. Le principe de l\u27élastographie, dont l\u27objectif est de caractériser l\u27élasticité des tissus biologiques, consiste à estimer les déplacements qui apparaissent au sein des tissus lorsque ceux-ci sont soumis à une contrainte mécanique externe. Discriminer les tissus pathologiques des tissus sains sur des critères d\u27élasticité nécessite une grande précision d\u27estimation du mouvement. Pour cela, nous proposons une méthode 2-D d\u27estimation du mouvement appliquée à des images radiofréquences dont la formation de voies est adaptée à l\u27imagerie du mouvement. Notre méthode travaille avec quatre images de phase, construites en utilisant des signaux analytiques multidimensionnels. Cette approche originale nous a permis de proposer une solution analytique à l\u27estimation locale des déplacements. Notre méthode s\u27avère plus performante que les approches classiques en terme de réduction d\u27erreur, de performances avec des images faiblement échantillonnées et de rapidité. Afin de prendre en compte la complexité des mouvements à estimer, engendrée par la diversité anatomique et par les spécificités de l\u27élastographie ultrasonore (compression des tissus exercée manuellement avec la sonde échographique), nous proposons d\u27utiliser un maillage déformable, régi par un modèle paramétrique bilinéaire. Une analyse spatio-temporelle du mouvement nous permet d\u27étendre cette méthode à l\u27estimation du déplacement dans des séquences d\u27images et de proposer une nouvelle carte paramétrique adaptée à la visualisation des tumeurs thyroïdiennes
Influence des indentations sur la durée de vie des roulements
No full textLes lubrifiants contiennent des particules qui sont `a la fois initialement présentes dans le lubrifiant et dans le mécanisme (fabrication, stockage)générées durant le rodage, par usure ou corrosionou bien issues de sources externes. Les particules détériorent les surfaces en créant des indents lorsqu\u27elles sont piégées dans les contacts. Ces indents augmentent le risque de rupture par fatigue en induisant des perturbations de pression et de contraintes. Ce travail est basé sur une étude des contacts indentés secs et lubrifiés (EHD). L\u27équation de Reynolds en fluide Newtonien est utilisée. Les techniques mutigrilles et multi-intégration sont employées. L\u27objectif de ce travail est de proposer un modèle de prédiction des perturbations des champs de pression et de contraintes, et finalement un modèle de réduction de durée de vie des contacts indentés en fonction de la géométrie des indents et des conditions de contact
Dynamique des transmissions en régime transitoire
No full textCe travail vise à prédire le comportement dynamique d\u27engrenages évoluant à des vitesses de rotation variables. Un modèle d\u27engrenages à paramètres concentrés est développé, il inclut la possibilité de contacts directs et de contacts sur les faces arrière des dentures, les influences des excentricités, du jeu de denture et des variations de vitesse de rotation. Les arbres sont introduits via des éléments finis de poutres de Timoschenko et les paliers par l\u27intermédiaire de ressorts de traction - compression et de torsion. Les différents états des conditions de contacts, ainsi que les paramètres nécessaires à la simulation de l\u27engrènement, sont analysés. Un schéma numérique d\u27intégration pas à pas est couplé à un algorithme de contact afin de résoudre les équations de mouvement. Différents modèles de complexité croissante sont exploités afin de caractériser les contributions de variations périodiques de vitesses (acyclisme). Pour un système à un seul degré de liberté, des résultats originaux relatifs à la stabilité de la solution en sont déduits. Des approches analytiques sont également proposées afin de valider et calibrer les méthodes numériques. Les résultats confirment l\u27influence certaine de certains régimes transitoires sur le comportement dynamique des engrenages, particulièrement dans le cas de l\u27acyclisme [131 - 132 - 133]
Du transfert de films minces de silicium monocristallin vers un procédé cellule à faible budget thermique
No full textLa seconde génération de cellules photovoltaïques se caractérise par une diminution des coûts de production tout en gardant des rendements de conversion élevés. L\u27approche abordée dans ce manuscrit consiste à jumeler économie de matière et procédés cellule à faible budget thermique. Nous développons une technique de transfert de couche mince (< 50 µm) de silicium monocristallin basée sur la formation d\u27une couche fragile de silicium poreux, la croissance par épitaxie de la couche active et son détachement après son report sur un substrat bon marché. La formation de la couche de silicium poreux et son comportement à haute température ont été étudiés afin de fournir une couche simultanément assez dense pour obtenir une croissance par épitaxie de bonne qualité et assez fragile pour autoriser le détachement de la couche mince. Un réacteur d\u27épitaxie pour des substrats de diamètre 100 mm a été installé et les paramètres de croissance ont été validés: température, vitesse de croissance, dopage, homogénéité. Les caractérisations structurales (MEB, RX, attaque SECCO) et électriques (effet Hall, LBIC, résistivité) du matériau montrent une qualité adaptée aux applications photovoltaïques. Nous avons alors entrepris la réalisation de cellules à faible budget thermique à hétérojonction a-Si:H/c-Si et à émetteur obtenu in-situ par épitaxie. Outre l\u27avantage économique, les procédés basses températures sont bénéfiques à la qualité du matériau. De plus, les atouts du contact arrière par points sur le rendement et le procédé de fabrication des cellules minces sont mis en avant: gain en courant, gain en passivation, réduction des contraintes mécaniques
Confrontation enrichissante de points de vue-opinion - Définition, modélisation et instrumentation
No full textCette thèse se concentre sur l\u27aspect enrichissant de la confrontation entre des positions d\u27experts. La diversité de ces positions génère une hétérogénéité qui est fondamentalement bonne et génératrice de créativité et d\u27avancées. Afin de mener une confrontation de points de vue qui soit enrichissante, nous avons choisi d\u27outiller plus particulièrement la recherche de cette diversité. Mais parmi toutes les formes d\u27hétérogénéité que l\u27on peut trouver, la divergence de point de vue est la plus difficile à localiser. Elle est à la fois similarité, parce que l\u27on parle de la même chose, et différence, parce que l\u27on n\u27a pas le même avis dessus. Nous présentons donc une méthode qui s\u27appuie beaucoup sur l\u27expert lui-même, qui est plus apte à mener ce " jeu des différences " que n\u27importe quel algorithme. Nous attachons une grande importance à ce que l\u27expert retire de la confrontation, plus qu\u27au résultat lui-même : nous n\u27essayons pas au premier chef d\u27intégrer des connaissances. Nous appréhendons la confrontation de points de vue dans un contexte indépendant du corpus, et autant que faire se peut, du formalisme dans lequel le point de vue est exprimé. Notre approche tire principalement parti de l\u27alignement d\u27ontologies, dont les lacunes sont complétées par le paradigme d\u27assistance par ordinateur, l\u27exploitation de graphes peu formalisés et la communication homme-machine
Contrôle modal semi-actif et actif à faible consommation énergétique par composants piézoélectriques
No full textDans le cas des structures embarquées, les vibrations doivent être amorties efficacement tout en limitant la masse et le volume du contrôleur. Cet objectif peut être atteint en minimisant voire en supprimant l\u27énergie d\u27action du contrôle. Dans cet objectif, une stratégie de contrôle semi-actif modal a été développée sur des SMART structures à composants piézoélectriques. Elle est basée sur une approche modale couplée à une méthode de contrôle semi-active non linéaire. Contrairement à cette dernière qui n\u27est efficace que lorsque l\u27excitation est ciblée sur un mode unique. La méthode développée et ses différents variantes permettent leur utilisateur en cas d\u27excitation large bande en ciblant des modes particuliers. Bien qu\u27un modèle soit nécessaire, la méthode proposée s\u27avère performante et robuste stabilité comme en performance. Pour permettre de pousser les performances du contrôle semi-actif modal jusqu\u27à celles du contrôle hybride modal a été mis en place. Ce contrôle qui consiste à associer le contrôle actif modal au contrôle semi-actif modal nécessite beaucoup moins d\u27énergie d\u27action que le contrôle actif. L\u27analyse énergétique de la commande active permet de quantifier le gain en énergie du contrôle hybride par comparaison avec les méthodes de contrôle développées jusqu\u27ici ? ce gain se traduisant par une diminution de la masse des amplificateurs. Cette technique pourra trouver des applications dans le domaine des transports notamment pour améliorer la durée de vie des systèmes
Contribution à l\u27analyse du retour élastique en emboutissage
No full textL\u27objectif de PSA Peugeot Citroën Automobiles est de disposer d\u27une simulation numérique robuste de l\u27opération d\u27emboutissage capable de prédire correctement la géométrie finale des pièces. Cet outil numérique est destiné par la suite à être utilisé avec un outil de compensation du retour élastique pour proposer une géométrie d\u27outil optimale. Pour que le modèle de calcul soit apte à prédire correctement l\u27état de contraintes en fin d\u27emboutissage, deux ingrédients majeurs doivent être considérés : l\u27aspect modélisation numérique (éléments finis, modèles de joncs, frottement ) et l\u27aspect matériel. Des essais de traction uniaxiale ont été réalisés pour déterminer l\u27anisotropie initiale et la courbe d\u27écrouissage monotone des tôles. La modélisation du matériau est décrite par un modèle d\u27écrouissage combiné à 2 ou 4 paramètres cinématiques avec l\u27utilisation d\u27un critère de plasticité de Hill 48. Les paramètres de l\u27écrouissage cinématique sont quant à eux définis via les essais cycliques par flexion. Des essais de cisaillement ont également été réalisés pour comparer les deux techniques d\u27identification. Dans une seconde partie, nous nous sommes attachés à décrire l\u27aspect modélisation numérique uniquement sur l\u27étude des éléments finis coques S3 et DTK12 au sein du logiciel PamStamp 2G V2005.0.4. Ces éléments finis ont la particularité de n\u27avoir aucun degré de liberté en rotation aux nuds sommets. Un nouvel élément coque quadrangulaire DKS16, ayant des degrés de liberté similaire au triangle DKT12, est également proposé pour la simulation de la mise en forme et le retour élastique des tôles. La validité des modèles (matériaux et éléments finis) développés est évaluée sur des cas académiques comme des pièces en U ou le passage à rouleau grâce à l\u27utilisation du code de calcul développé à l\u27INSA de Lyon puis grâce au logiciel PamStamp 2G. Une validation de ces modèles est ensuite menée sur des pièces industrielles avec le logiciel PamStamp 2G