HAL Portal UPHF (Université Polytechnique Hauts-de-France)
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Effect d'une source de chaleur avec ou sans ray tracing dans la simulation multi-matériaux et multiphysique du procédé WLAM
No full textInternational audienceThe numerical modeling of Wire Laser Additive Manufacturing (WLAM) for multi-materials presents significant challenges due to hybrid materials and process complexity. A multiphysics solver based on the Volume of Fluid (VOF) method, developed within OpenFOAM, was utilized to simulate this process.To enhance model efficiency, we propose a comparative analysis of two approaches for heat source modeling. One incorporates ray tracing (RT) to achieve a physically accurate representation of optical interactions, while the other relies on a simplified surface-based heat source model without RT for faster computation.The simulations revealed that the RT-integrated model provides a good accuracy with an increased computational time, whereas the simplified model without RT strikes a balance between accuracy and computational performance. Consequently, this study establishes guidelines to assist in selecting the most suitable heat source model based on specific simulation objectives.La simulation numérique des procédés de fabrication additive laser par dépôt de fil métallique (WLAM) multi-matériaux présente des défis importants en raison de la complexité due à l'hétérogénéité des matériaux. Un solveur multiphysique basé sur la méthode VOF, développé sous OpenFOAM, a permis de simuler ce procédé. Afin d'améliorer l'efficacité du modèle, nous proposons une analyse comparative de deux approches pour la modélisation de la source de chaleur. L'une intégrant le ray tracing (RT) pour une représentation réaliste des interactions optiques, et l'autre basée sur une source surfacique simplifiée sans RT, plus rapide. Les simulations ont révélé que le modèle avec RT permet une bonne précision au prix d’un temps de calcul élevé, tandis que le modèle sans RT offre un bon compromis entre précision et performance. En conséquence, cette étude a permis de dégager des orientations afin d'aider la sélection du modèle de source de chaleur le plus pertinent, en fonction des objectifs de simulation
LEVELNESS : une approche innovante et immersive pour l'analyse métrologique des surfaces.
No full textInternational audienceLEVELNESS : une approche innovante et immersive pour l'analyse métrologique des surfaces
Du matériau à la forme, est-ce bien raisonnable ? Rencontre de la sélection des matériaux et de l'optimisation topologique
No full textInternational audienceDu matériau à la forme, est-ce bien raisonnable ? Rencontre de la sélection des matériaux et de l'optimisation topologiqu
Développement d'applications de contrôle/commande selon la norme IEC 61499 : vers un cadre méthodologique
No full textInternational audienceDéveloppement d'applications de contrôle/commande selon la norme IEC 61499 : vers un cadre méthodologiqu
Enhancement of optical and mechanical properties of silica coatings deposited on sandblasted glass
No full textInternational audienceAn optimization of the SiO2 concentration in a sol-gel coating prepared using TEOS and MTES as silica alcoxide and mixing with a Colloidal silica suspension (Ludox 40 %), of sandblasted (200 g) etched with hydrofluoric acid (5 %) soda-lime glass, is leading to crack-free films with a thickness of 3.5 μm in a single dip and 5 μm in two dips. This represents a significant improvement if compared to previous similar works. In addition we are achieving through this coating, an improvement of the transmittance, from 64.65 % to 86 %, an arithmetic roughness decreasing from 2.8 μm to 0.56 μm and the bending strength is nearly multiplied by four
Non-autonomous degenerate hyperbolic PDEs with Robin boundary conditions: a null-controllability result with oceanographic implications
No full textIn oceanic scenarios the Robin boundary condition proves valuable for modeling surface wave interactions with complex boundary layers. This work investigates the null-controllability of degenerate wave equations with time-dependent propagation speed, where Robin conditions are imposed at the degeneracy boundary point aiming to model wave interaction with dissipative surface layers like viscous films or elastic covers. We first establish boundary observability for the homogeneous problem through a generalized energy conservation law. We subsequently demonstrate null-controllability for the non-autonomous degenerate wave equation by employing the transposition method to construct solutions, which provides the flexibility to work with reduced regularity conditions while preserving precise control of the system dynamics. Finally, we discuss significant implications of these findings and outline directions for future research that could enhance our current understanding of such systems
Protection de l'intégrité des microgiciels
No full textIn the last years, with the development of sensors, smart vehicles and other embedded devices, firmware have become ubiquitous. These firmware are the most privileged piece of software which may run a system, ensuring their integrity is therefore of paramount importance. Some of the most critical attacks are physical attacks because the attacker has complete access to target. In this thesis, we focus our study on enhancing firmware integrity security when physical access is compromised.General-purpose computers (GPCs) are easily physically accessible to an attacker as they are often left unattended, leading to Evil Maid attacks. To address these concerns, this thesis first introduces a novel hardware root-of-trust for general-purpose computers taking into account an attacker with physical access to the system. Our solution relies on secure boot and secure update mechanisms providing not only firmware integrity during the bootstrapping phase but also offering a mechanism to securely update the firmware by authorized people only. Also, in this context, secrets confidentiality is ensured thanks to a Physical Unclonable Function (PUF). We have then investigated how to implement our solution using only off-the-shelf hardware components. We thus ensured easiness of implementation on different platforms and independence from manufacturers. Finally, we evaluated our solution's hardware footprint, which has been proven to be small, and we found that the disruption in user experience is negligible.Once this root-of-trust solution was validated, we aimed at proposing a new firmware integrity solution using other methods such as attestation and secure update. We targeted a specific application context, i.e. connected vehicles, in order to highlight the importance of having secure devices and operations in highly critical systems. Indeed, these vehicles embed a multitude of Electronic Control Units (ECUs), each containing at least one firmware. These ECUs are in charge of every function useful for vehicle operation, such as multimedia or entertainment, engine control, braking, or transmission control for instance. Some of these functions are critical to vehicle occupants safety, so it's crucial to ensure firmware integrity of these ECUs. That is why, we present, in this thesis, a new firmware integrity solution combining attestation and secure update mechanisms designed for the vehicular context. The core of our solution is based on the same cryptographic primitives as the one we designed for general-purpose computers and therefore takes into account an attacker with physical access to the system. We then built on these foundations to propose a new solution, designed to take into account the specificities of heterogeneous vehicular ecosystems and to ensure firmware integrity during both runtime and update.This thesis therefore addresses the challenges inherent to these two use cases in terms of firmware integrity protection. In the future, we would like to further extend the scope of these security solutions by implementing complementary security mechanisms such as periodic reflectometry measurement on the Front-side Bus (FSB) or implementation inside the CPU, thus overcoming certain assumptions we are currently constrained to make. We also plan to implement the solution we propose for the vehicular context using off-the-shelf hardware in order to qualify and quantify its potential overhead and its easiness of implementation in such heterogenous systems.Ces dernières années, avec le développement des capteurs, des véhicules intelligents et d'autres dispositifs embarqués, les microgiciels sont devenus omniprésents. Ces microgiciels sont les éléments logiciels les plus privilégiés pouvant faire fonctionner un système. C'est pourquoi il est primordial de garantir leur intégrité. Certaines des attaques les plus critiques sont des attaques physiques car l'attaquant a un accès complet à la cible. Dans cette thèse, nous concentrons notre étude sur l'amélioration de la sécurité de l'intégrité des microgiciels lorsque l'accès physique est compromis.Les ordinateurs à usage général (GPC) sont facilement accessibles physiquement pour un attaquant puisqu'ils sont souvent laissés sans surveillance, ce qui conduit à des attaques de type Evil Maid. Pour répondre à cette problématique, cette thèse présente tout d'abord une nouvelle racine de confiance matérielle (RoT) pour les ordinateurs à usage général en tenant compte d'un attaquant ayant un accès physique au système. Notre solution s'appuie sur des mécanismes de démarrage et de mise à jour sécurisés qui assurent non seulement l'intégrité du microgiciel pendant la phase de démarrage, mais qui offrent également un mécanisme de mise à jour sécurisée du microgiciel par les seules personnes autorisées. De plus, dans ce contexte, la confidentialité des secrets est assurée grâce à une Physical Unclonable Function (PUF). Nous avons ensuite étudié comment mettre en oeuvre notre solution en utilisant uniquement des composants matériels disponibles dans le commerce. Nous garantissons ainsi une facilité d'implémentation sur des plateformes variées et une indépendance vis à vis des fabricants. Enfin, nous avons évalué l'empreinte matérielle de notre solution, qui s'est révélée être faible, et nous avons constaté que la dégradation de l'expérience de l'utilisateur est négligeable.Une fois que cette racine de confiance a été validée, nous avons cherché à proposer une nouvelle solution d'intégrité des microgiciels utilisant d'autres mécanismes de sécurité tels que l'attestation et la mise à jour sécurisée. Nous avons ciblé un contexte applicatif spécifique, à savoir les véhicules connectés, afin de souligner l'importance de sécuriser ces systèmes critiques. En effet, ces véhicules embarquent une multitude d'unités de commande électronique (ECU), chacune contenant au moins un microgiciel. Ces calculateurs sont en charge de toutes les fonctions utiles au fonctionnement du véhicule. Certaines de ces fonctions sont essentielles à la sécurité des occupants du véhicule et il est donc crucial de garantir l'intégrité de leurs microgiciels. C'est pourquoi nous présentons, dans cette thèse, une nouvelle solution assurant l'intégrité des microgiciels dans le contexte véhiculaire grâce à des mécanismes d'attestation et de mise à jour sécurisée. Le coeur de notre solution est basé sur les mêmes primitives cryptographiques que la solution proposée pour les ordinateurs à usage général et prend donc en compte un attaquant ayant un accès physique au système. Nous nous sommes ensuite appuyés sur ces fondations pour proposer une nouvelle solution, conçue pour prendre en compte les spécificités des écosystèmes hétérogènes que sont les véhicules connectés afin de garantir l'intégrité des microgiciels à la fois pendant leur exécution et lors de leur mise à jour.Dans le futur, nous souahiterions étendre la portée de nos solutions de sécurité en implémentant des mécanismes de sécurité complémentaires tels que des mesures périodiques de réflectométrie sur le Front-side Bus ou intégrer la solution au sein du CPU, ce qui permettrait de s'affranchir de certaines hypothèses que nous sommes actuellement contraints de faire. Nous prévoyons également d'implémenter la solution de sécurité pour le contexte véhiculaire en utilisant du matériel off-the-shelf afin de qualifier et de quantifier son coût potentiel et sa facilité de mise en oeuvre au sein de ces systèmes hétérogènes
On the Trustworthiness of Spiking Neural Networks and Neuromorphic Systems
No full textInternational audienceNeuromorphic computing offers a promising solution for realizing energy-efficient and compact Artificial Intelligence (AI) systems. Implemented with Spiking Neural Networks (SNNs), neuromorphic systems can benefit from SNN characteristics, such as event-driven computation, event sparsity, biological plausibility, etc., to achieve high performance and energy efficiency, an aspect vital for the realization of AI at the edge. Although SNNs are biology-inspired structures, their use in mission-and safety-critical applications raises multiple concerns around the trustworthiness of neuromorphic hardware due to various intrinsic and extrinsic reliability and security issues. Hence, adequately studying the dependability of SNNs and neuromorphic hardware accelerators becomes of utmost importance, in order to expose and harden against potential vulnerabilities, so that a reliable and secure operation is ensured. This paper presents an analysis of the dependability and trustworthiness aspects of SNNs and neuromorphic hardware. It outlines potential mitigation and countermeasure strategies to improve the reliability, testability, and security aspects of SNN hardware and ensure its trustworthy deployment in critical application domains.</div
Toward Smart Probes for mmW On-Wafer Measurements: Advanced Packaging Using Laser Micromachining of Glass
No full textInternational audienceThis article introduces the development of groundsignal-ground (GSG) probes for on-wafer active measurements, fabricated using femtosecond laser micromachining with a resolution between 5 and 10 µm. The probes are made from a 100 µm-thick Schott AF32 glass substrate bonded to a 10 µm-thick nickel sheet, demonstrating enhanced mechanical durability and improved electrical performance. Nickel was selected for the tip contacts due to its superior mechanical hardness and electrical properties, which minimize contact resistance and extend probe lifespan. Mechanical testing showed that while glass-only probes failed at a contact force of 196 mN, nickel-glass probes withstood forces up to 667 mN. In addition, four-wire measurements confirmed low-resistance electrical contacts (0.05 Ω above 6 mN) at a single contact point. Furthermore, this work introduces a glass interposer technology based on the same substrate material as the probe tips, enabling the integration of an amplified noise source (NS) based on 55 nm SiGe BiCMOS technology on a glass interposer. This approach mitigates dielectric and transition losses.Femtosecond laser micromachining was used to precisely structure the interconnects, allowing the NS to be integrated on the same substrate as the coplanar probing tips, thereby simplifying the signal propagation path. This system achieved a tunable available excess noise ratio (ENR) av level of up to 29 dB in the 140-170 GHz range, with constant output impedance matching better than -12 dB across the entire frequency band. Using the same glass carrier substrate enables the possibility of integrating the GSG probe tips with the NS chip into a smart active probe for on-wafer noise measurements
