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Croissance et caractérisation électrique de nanocristaux d\u27InAs sur SiO2 pour des applications mémoires non volatiles sur silicium
No full textDepuis la première proposition de 1995 de remplacer la grille flottante en polysilicium des mémoires non volatiles (MNV) par des nanocristaux de Si (nc-Si), la recherche est très active dans ce domaine. L\u27objectif de cette étude a consisté à fabriquer une MNV à nanocristaux d\u27InAs (nc-InAs) : en effet, utiliser l\u27InAs permettrait d\u27une part d\u27améliorer les caractéristiques des MNV grâce à son affinité électronique élevée, et d\u27autre part, d \u27évaluer les possibilités de stockage multibit dans un nanocristal unique. Tout d\u27abord, il s\u27est agit de faire croître les nc-InAs par épitaxie par jet moléculaire sur un oxyde tunnel SiO2 sur substrat Si. Les nc-InAs sont monocristallins et hémisphériques. Leur hauteur (2-12nm) dépend de la quantité de matière déposée et leur densité peut atteindre 7x10exp11cm-2. nous avons ensuite fabriqué des structures MOS à nc-InAs. Les temps d\u27écriture et effacement peuvent atteindre 1 micros à 12 V et 14 V respectivement. Finalement, nous avons démontré que l\u27utilisation des nc-In-As permet d\u27augmenter le temps de rétention de 2 décades par rapport aux nc-Si pour une structure de dimensions identique
Comportement à l\u27oxydation haute température de films nanocomposites du système Me-Si-N (Me = Ti, Cr) déposés par procédés sous vide sur acier
No full textDes revêtements du système Me-Al-Si-N (Me = Cr, Ti) ont été déposés sur acier M2 par trois procédés de dépôt physique en phase vapeur. Les microscopies électroniques et la diffraction X ont conclu dans la majorité des cas à une structure nanocomposite constituée de nanograins de Me(Al)N enrobés dans une matrice de SiNx amorphe. Il en découle une amélioration notable des propriétés aussi variées que la dureté, la résistance à l\u27oxydation et à l\u27usure. L\u27ajout d\u27aluminium améliore encore la résistance à l\u27oxydation. La microscopie électronique environnementale a permis de proposer un mécanisme d\u27oxydation des revêtements nanocomposites déposés par arc. Le cyclage thermique a montré que la phase TiN apportait ses qualités mécaniques au système en complément de l\u27inertie chimique conférée par la phase SiNx, plus fragile. Enfin, des expériences de tribo-oxydation ont montré que l\u27ajout de Si à CrN améliorait d\u27autant plus la résistance à l\u27usure que la température imposée était basse
Croissance de région variationnelle et contraintes géométriques tridimensionnelles pour la segmentation d\u27image
No full textLa segmentation d\u27image par croissance de région est une méthode permettant de localiser et d\u27extraire un objet dans une image. Pour répondre aux difficultés de la segmentation, nous nous sommes intéressés à l\u27intégration d\u27a priori de forme dans la croissance de région. Deux contributions originales sont présentées dans ce manuscrit. La première contribution consiste à proposer une nouvelle vision de la croissance de région en décrivant son processus dans un cadre variationnel. Dans cette approche, la région est modélisée par une fonction caractéristique discrète. Nous déterminons l\u27équation d\u27évolution de cette fonction en adoptant une approche variationnelle. La croissance de région variationnelle se distingue des croissances de région classiques, qui évoluent tant qu\u27un critère d\u27homogénéité est respecté, en intégrant une minimisation d\u27énergie dans son processus d\u27évolution. Cette stratégie lui assure une convergence, sans avoir à fixer un seuil minimal d\u27homogénéité. Dans la deuxième contribution, nous définissons une contrainte géométrique tridimensionnelle pour la segmentation, basée sur des descripteurs région. La contrainte de forme proposée est construite à partir des moments de Tchebychev. Un terme de pondération permet d\u27optimiser notre a priori et de tenir compte de la hiérarchie des moments de Tchebychev. Nous mettons en avant nos contributions en intégrant la contrainte de forme dans la croissance de région variationnelle. L\u27évaluation qualitative et quantitative de la croissance de région variationnelle est réalisée à partir de tests effectués sur des images synthétiques et biomédicales. Les résultats mettent en évidence l\u27amélioration apportée par l\u27a priori de forme et notamment comment celui-ci réussit à contraindre l\u27évolution de la croissance
Gestion patrimoniale des réseaux d\u27assainissement urbains : évaluation et agrégation d\u27indicateurs de performance précis ou flous
No full textLes réseaux dassainissement se dégradent plus ou moins rapidement dans le temps. La gestion patrimoniale doit donc établir des programmes afin dévaluer et de réduire cette dégradation. En France, le projet national RERAU (Réhabilitation des réseaux d\u27assainissement urbains) a proposé une méthodologie pour évaluer létat des réseaux et ses évolutions probables et hiérarchiser des tronçons prioritaires vis-à-vis dinvestigations et de réhabilitations. Cependant cette méthodologie nécessite encore des calages, des améliorations et des expérimentations pour permettre son application par les gestionnaires. La thèse constitue un prolongement des recherches menées dans le cadre du PN RERAU et sinscrit dans le programme INDIGAU (Indicateurs de performance pour la gestion patrimoniale des réseaux dassainissement urbains ANR PRGCU 2006). Le premier volet de la recherche porte sur une analyse critique des indicateurs et des critères RERAU. Ce volet comprend deux tâches : - tâche 1 : construction dindicateurs de dysfonctionnement précis évalués à partir de résultats dinspections visuelles. Lensemble des observations obtenues sur un tronçon est résumé par une note qui est ensuite comparée à trois valeurs seuils. Cette tâche traite du calage des paramètres de calcul de la note de synthèse et du calage des trois seuils délimitant les quatre niveaux de gravité. Nous proposons un critère de calage qui permet de prendre en compte les impacts de plusieurs types derreurs possibles. - tâche 2 : analyse critique de la formulation des critères de réhabilitation de RERAU. Les formulations des critères sont modélisées numériquement afin de les tester. Des indices sont proposés et calculés pour permettre de vérifier si la formulation dun critère est en accord avec les intentions des experts. Le second volet de la recherche présente une approche basée sur la théorie des sous ensembles flous pour les indicateurs et les critères RERAU. Nous proposons une approche floue à la fois plus robuste pour évaluer les critères et plus fine pour représenter la hiérarchie des priorités. Ce volet comprend les deux tâches suivantes : - tâche 3 : modèle de fusion des indicateurs. Le modèle RERAU ne traite pas explicitement de la qualité des données utilisées et des connaissances (règles dagrégation). Nous proposons un modèle de fusion basé sur linférence floue ainsi que des règles floues dérivées des règles RERAU. - tâche 4 : indicateurs flous évalués à partir de résultats dinspections visuelles, permettant dexprimer limprécision de la transition entre deux niveaux détat de santé. Un critère de calage dun seuil flou est proposé. Les méthodes de calage proposées sont expérimentées avec des données issues du projet INDIGAU. Les résultats obtenus démontrent la valeur opérationnelle de nos propositions
Analyse temporelle des systèmes d\u27acquisition de données : une approche a base d\u27automates temporisés communicants et d\u27observateurs
No full textDans le cadre des applications temps réel de contrôle de procédé, la thèse propose une théorie et des outils formels pour caractériser temporellement le retard des données acquises sur létat du procédé, acquisition réalisée via un logiciel dédié appelé pilote. Le contexte et le domaine détude de la thèse se base sur les éléments constituant une chaîne dacquisition de données dans un contexte de contrôle de procédé, les différentes caractéristiques temporelles et les approches pour les évaluer vis-à-vis des flots de données acheminés dans la chaîne dacquisition. Ce travail sappuie sur un ensemble des bases théoriques requises pour cette caractérisation, particulièrement les automates temporisés communicants, les systèmes de transitions étiquetées et la vérification formelle de propriétés sur ces automates, et en particulier les observateurs. Nous proposons dabord de formaliser les principes formels de lévaluation des propriétés temporelles des flots des données. Lapproche se concentre sur le comportement des occurrences dun flot de données dans une chaîne dacquisition et sur la mise en place de lobservation pour lévaluation de leurs caractéristiques temporelles et spécialement le retard. Ensuite, nous donnons les clefs techniques de la modélisation de notre approche en IF et nous proposons des exemples de modélisation de quelques éléments de la chaîne dacquisition, mais aussi la modélisation de lobservation pour lévaluation des caractéristiques temporelles. Cette modélisation sappuie sur deux approches différentes de modélisation de la chaîne dacquisition, un premier à un niveau de spécification et un autre à un niveau dimplémentation. Enfin, nous donnons les résultats de lapproche proposée sur des exemples de chaînes dacquisition, et nous présentons plusieurs utilisations possibles des résultats obtenus (paramétrage ou tuning dun pilote déquipement, détermination du langage de retard pour une chaîne dacquisition). Au final, létude de lévaluation du retard montre linfluence des paramètres de configuration du pilote sur les retards des données traitées par lapplication
Modélisation et classification automatique des informations de sécurité
No full textLa sécurité dun système dinformation est devenue un enjeu stratégique important. Actuellement, les organisations (organismes ou entreprises) évoluent et disposent de multiples nuds exécutant de multiples systèmes. Ces organisations déploient de multiples équipements de sécurité et offrent différents services à leurs utilisateurs. Les services, les ressources ainsi que les équipements déployés peuvent être des cibles pour les intrus. L\u27interopérabilité entre les produits déployés pour la surveillance du SI est absolument nécessaire. Nous proposons dans notre travail une architecture pour un système de détection dintrusion basée sur l\u27interopérabilité entre les différents produits (de sécurité et de management) et les services déployés dans un organisme. Cette architecture va fournir une vision globale et répond aux besoins actuels de l\u27administrateur de sécurité. La détection d\u27intrusion dans ce contexte consiste à analyser les informations (alertes et événements) remontées par tous ces dispositifs mis en place afin de *surveiller un système d\u27information* et de prévenir toute action non légalement autorisée. Les processus d\u27analyse des informations de sécurité rencontrent des problèmes sérieux à cause de lhétérogénéité des mécanismes impliqués dans la surveillance du SI et à cause du manque de standard pour la représentation de ces informations. Les travaux de thèse sinscrivent dans le cadre de la modélisation des informations de sécurité afin de faire face au problème dhétérogénéité des produits de surveillance, ce qui permet par la suite aux processus de gestion des informations de sécurité (comme la détection dintrusion ou la recherche de causes dun incident de sécurité) dêtre opérationnelles et efficaces. La première partie de la thèse propose une solution pour la modélisation de la sémantique des informations de sécurité au travers dune ontologie. Le but de lontologie réalisée est de décrire d\u27une manière uniforme la sémantique de toutes les activités qui peuvent être effectuées par des utilisateurs du SI, en faisant abstraction des produits impliqués dans la surveillance dun SI, et en focalisant que sur les concepts porteurs de connaissance pour les mécanismes de traitement de ces informations. La mise en uvre de lontologie consiste à faire une classification des alertes et événements remontés par les produits de surveillance dans les catégories qui ont été décrites par lontologie. La deuxième partie de la thèse s\u27attache à l\u27automatisation de la classification des messages de sécurité. Comme nous possédons un corpus de messages préalablement classifiés, nous nous intéressons donc aux techniques de catégorisation automatique de texte (CT). Ces techniques s\u27appuient sur des méthodes d\u27apprentissage. Le processus de classification proposé se compose en deux étapes. La première étape permet la préparation de données et leur représentation dans un format exploitable par les algorithmes de classification. La deuxième étape s\u27attache à appliquer les algorithmes des machines d\u27apprentissage sur les informations de sécurité prétraitées. Lapplication des solutions proposées dans la thèse se fait sur une base dalertes et dévénements fournie par lentreprise Exaprotect (un éditeur de logiciel de sécurité)
Contribution au développement de modèles pour l\u27électronique de puissance en VHDL-AMS
No full textCe document décrit une contribution au prototypage virtuel de composants-métiers dans le contexte de la conception d\u27un système complexe multi-physique. Dans le cadre de cette vision, nous retenons 3 grands aspects à notre contribution : - Pour le seul métier de l\u27électronique de puissance, proposer des modèles des principaux composants de puissance à semiconducteur- Doter ces modèles de niveaux de représentation différents (depuis l\u27interrupteur jusqu\u27aux phénomènes physiques les plus importants)- Ecrire ces modèles avec le souci de l\u27échange inter-disciplinaire, et en arranger la liste sous la forme d\u27une bibliothèque. S\u27agissant de modèles dont une représentation au moins se veut physique, il est indispensable d\u27attacher aux modèles : - la procédure de l\u27identification des paramètres du modèle- la démonstration de la validation du modèle sur le plan expérimental. Une bibliothèque de modèles en VHDL-AMS est proposée pour la conception de convertisseur de puissance. La diode PiN, les transistors MOSFET et IGBT ont été modélisés classiquement, avec une approche à constantes localisées, pouvant être représentés graphiquement par un schéma électrique équivalent. Une telle représentation est suffisante pour les analyses électro-thermiques " système " du convertisseur de puissance. Une proposition de modèle thermique compact, en cohérence avec le compromis précision/complexité des autres modèles, est détaillée et vérifiée expérimentalement
Caractérisation expérimentale et simulation numérique d\u27impacts de glace à haute vitesse
No full textAfin de garantir la sécurité des voyageurs et des appareils , de nombreuses études ont été financées ces dernières années par l\u27industrie aéronautique en vue de caractériser expérimentalement puis de simuler numériquement l\u27ingestion par les moteurs de projectiles en tout genre. La glace est un exemple de ces projectiles susceptibles.
Notre travail s\u27inscrit directement dans ce cadre de recherche, avec l\u27objectif de caractériser expérimentalement le matériau glace à haute vitesse et de simuler des impacts de glace sur une structure. Ainsi, un modèle de comportement général applicable aux matériaux fragiles est proposé, alliant des méthodes modernes sans alliage (SPH) à une loi de comportement élasto-endommageable avec endommagement de type Mazars, modifiée pour son utilisation en dynamique rapide. Puis, une validation de ce modèle sur le béton est menée grâce à l\u27implémentation d\u27un couplage entre formulation Meshfree et éléments finis dans le code de calcul EUROPLEXUS. Puis, la synthèse des divers travaux et recherches existants sur le matériau glace permet de faire le point sur les connaissances actuelles du matériau glace et d\u27en pointer les faiblesses. Deux campagnes expérimentales permettent de déterminer les paramètres caractéristiques du matériau, de mieux cerner les mécanismes du comportement de la glace à haute vitesse de déformation et de fournir des données d\u27essai relativement proches de tests de certification réalisés par l\u27industrie aéronautique. Enfin, le dernier chapitre détaille l\u27analyse des expériences d\u27impacts d\u27un glaçon sur des cibles afin de mettre en évidence les mécanismes mis en jeu et de valider le modèle numérique
Elaboration de matériaux céramiques cellulaires pour la réalisation de filtres à particules fines ou de substituts osseux
No full textL\u27objet de cette thèse est la mise au point d\u27une méthode pour l\u27élaboration de matériaux céramiques poreux et leur caractérisation mécanique. Les matériaux poreux ont été préparés en vue d\u27applications à température ambiante (en particulier, pour la filtration des particules en suspension dans l\u27atmosphère suite aux émissions des véhicules et des installations de chauffage) et biomédicales (comme substituts osseux). Le procédé mis au point dans cette thèse est une combinaison entre la technique basée sur l\u27utilisation d\u27agents porogènes et le gelcasting. En particulier, la méthode décrite dans cette thèse se base sur la gélification d\u27une gélatine naturelle. Des billes de polyéthylène sont ajoutées à la barbotine pour la création des pores dans le matériau céramique après frittage. Une poudre d\u27alumine alpha a été utilisée pour la mise au point de cette méthode, pour évaluer l\u27influence du taux de particules organiques sur le comportement mécanique des matériaux poreux. Enfin, en vue de l\u27application biomédicale de ces matériaux, une poudre d\u27hydroxyapatite a aussi été utilisée sans, et avec, les sphères de polyéthylène pour préparer des échantillons poreux à 60 % en volume
Traitements de signaux neuronaux sur système embarqué
No full textLe domaine des neurosciences s\u27intéresse à comprendre la façon dont les réseaux neuronaux codent et décodent l\u27information pour interagir avec le monde extérieur. Pour cela, un des enjeux actuels est de pouvoir simultanément : enregistrer les activités d\u27un grand nombre de cellules au sein de grands réseaux de neurones, et stimuler de manière dynamique ces réseaux (par exemple pour en contrôler les activités). Aujourd\u27hui, il est possible de maintenir en vie un explant de tissu nerveux dans un milieu de survie sur des systèmes micro électrodes (Micro Electrode Array) permettant d\u27enregistrer les activités électriques neuronales sur une centaine de voies. Le passage à de grands réseaux de neurones avec une résolution spatiale suffisante nécessite de mettre au point de nouvelles générations de systèmes offrant un nombre de voies de mesures beaucoup plus important. A cet effet, des technologies l\u27électronique intégrée sont en cours de développement pour aboutir à des systèmes d\u27encombrement raisonnable et, à terme, à des implants pour rétablir des fonctions altérées chez l\u27homme. Dans le cadre de cette thèse on s\u27intéresse à la compression de signaux neuronaux sur un système intégrée (ASIC) préalable à l\u27extraction des données. En effet, un effort important a été fait depuis des dizaines d\u27années dans la compréhension et le développement des techniques embarquées complètement autonomes. Actuellement on constate trois verrous principaux: la puissance dissipée par le système, le flux de données transmis et l\u27autonomie du système (ceci s\u27avère indispensable pour des applications implantées). Les potentiels d\u27action neuronaux (ou spikes) ont été largement acceptés comme étant l\u27unité de base de l\u27information neurologique. Ils sont aussi responsables pour la plupart du flux de données enregistré à l\u27étape d\u27acquisition. On a donc choisi une approche visant à extraire l\u27information fonctionnelle de l\u27activité neuronale de manière à réussir un taux de compression maximale, tout en conservant l\u27information fonctionnelle des signaux enregistrés. Le traitement des spikes requiert deux étapes: la détection et la classification des spikes en identifiant à quel neurone correspondent les potentiels d\u27action détectés. Les méthodes traditionnelles de détection et de tri ne sont généralement pas bien adaptées à une implémentation embarquée autonome. Dans cette thèse, on propose des méthodes de détection et de tri non supervisées basées sur des architectures numériques compatibles avec une architecture embarquée de basse puissance. L\u27étape de détection est basée sur la théorie des ondelettes, ce qui permet d\u27améliorer la détectabilité des spikes tout en gardant une complexité calculatoire faible. En parallèle on propose un système d\u27extraction de spikes ``à la volée\u27\u27 qui minimise la puissance de calcul en utilisant de manière optimale les ressources de la mémoire embarquée. Pour le tri des spikes, on propose un système automatique de classification. L\u27estimation de puissance nous montre qu\u27il est compatible avec un système embarqué basse consommation. Notre système réagit en temps réel aux changements dans le tissu nerveux et estime automatiquement les paramètres nécessaires pour réaliser la classification en temps réel. De plus, on propose un outil de simulation de signaux neuronaux qui permet de tester la performance des algorithmes de traitement et de mieux comprendre la dynamique des réseaux neuronaux étudiés