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Partenaires scientifiques pour la classe : un dispositif transformateur pour les actrices
No full textInternational audienceNotre recherche a été initiée dans le cadre de la mise en place d’un dispositif de formation à la programmation dans les classes primaire sous l’égide du programme « partenaire scientifique pour la classe », développé par la fondation « La main à la pâte ». Si des recherches ont été conduites sur ce type de dispositif (Lafosse Marin, 2012) peu se sont intéressées à leur caractère transformateur pour les acteurs et actrices qui le déploient : le corps enseignant et les étudiant.es. Pour investiguer cet objet, notre recherche s’appuie sur le dispositif de médiation numérique « Les filles qui » mis en œuvre à partir de mai 2016 dans la région de Brest. Ce dispositif consiste en des ateliers de programmation dispensés exclusivement par des étudiantes de l’Université de Bretagne Occidentale auprès d’élèves de primaire. A l’appui d’entretiens semi-directifs conduits auprès du corps enseignant (n=12) et des étudiantes (n=11), nous nous intéressons à ce que les acteurs et actrices du dispositif disent de leurs pratiques, de leurs représentations et à la manière dont ce dispositif bouscule ou pas leurs identités professionnelles. Pour discuter nos résultats, nous mobiliserons ce que Périer (2009) nomme « le temps nouveau » de l’école primaire, celui des partenariats scientifiques qui, tout en laissant plus autonomes les enseignant.es, les fragilise également. Se joue ici une remise en cause de leur identité professionnelle, un déplacement de leur rôle vers de l’accompagnement, les savoirs étant dispensés par les étudiantes. Mais pour autant, un tel partenariat est source d’innovation, d’ancrage de l’école dans la société numérique. Les étudiantes de leur côté sont traversées par la question de la bonne distance aux rôles et à leur équilibre : celui de la « grande sœur » et celui de l’enseignante. Il est question également pour elles d’empowerment qui exprime « ce processus par lequel un individu acquiert les moyens de renforcer sa capacité d’action, de s’émanciper » (Bacqué, 2005 :4), processus intéressant à saisir quand on sait que les sciences, et le numérique en particulier, sont dominées par les hommes
Contributions au développement de contrôleurs d’AUV basés sur de l’apprentissage profond par renforcement
No full textThe marine environment is a very hostile setting for robotics. It is strongly unstructured, very uncertain and includes a lot of external disturbances which cannot be easily predicted or modelled. In this work, we will try to control an autonomous underwater vehicle (AUV) in order to perform a waypoint tracking task, using a machine learning-based controller. Machine learning allowed to make impressive progress in a lot of different domain in the recent years, and the subfield of deep reinforcement learning managed to design several algorithms very suitable for the continuous control of dynamical systems. We chose to implement the Soft Actor-Critic (SAC) algorithm, an entropy-regularized deep reinforcement learning algorithm allowing to fulfill a learning task and to encourage the exploration of the environment simultaneously. We compared a SAC-based controller with a Proportional-Integral-Derivative (PID) controller on a waypoint tracking task and using specific performance metrics. All the tests were performed in simulation thanks to the use of the UUV Simulator. We decided to apply these two controllers to the RexROV 2, a six degrees of freedom cube-shaped remotely operated underwater vehicle (ROV) converted in an AUV. Thanks to these tests, we managed to propose several interesting contributions such as making the SAC achieve an end-to-end control of the AUV, outperforming the PID controller in terms of energy saving, and reducing the amount of information needed by the SAC algorithm. Moreover we propose a methodology for the training of deep reinforcement learning algorithms on control tasks, as well as a discussion about the absence of guidance algorithms for our end-to-end AUV controller.L’environnement marin est un cadre très hostile pour la robotique. Il est fortement non-structuré, très incertain et inclut beaucoup de perturbations externes qui ne peuvent pas être facilement prédites ou modélisées. Dans ce travail, nous allons essayer de contrôler un véhicule sous-marin autonome (AUV) afin d’effectuer une tâche de suivi de points de cheminement, en utilisant un contrôleur basé sur de l’apprentissage automatique. L’apprentissage automatique a permis de faire des progrès impressionnants dans de nombreux domaines différents ces dernières années, et le sous-domaine de l’apprentissage profond par renforcement a réussi à concevoir plusieurs algorithmes très adaptés au contrôle continu de systèmes dynamiques. Nous avons choisi d’implémenter l’algorithme du Soft Actor-Critic (SAC), un algorithme d’apprentissage profond par renforcement régularisé en entropie permettant de simultanément remplir une tâche d’apprentissage et d’encourager l’exploration de l’environnement. Nous avons comparé un contrôleur basé sur le SAC avec un contrôleur Proportionnel-Intégral-Dérivé (PID) sur une tâche de suivi de points de cheminement et en utilisant des métriques de performance spécifiques. Tous ces tests ont été effectués en simulation grâce à l’utilisation de l’UUV Simulator. Nous avons décidé d’appliquer ces deux contrôleurs au RexROV 2, un véhicule sous-marin téléguidé (ROV) de forme cubique et à six degrés de liberté converti en AUV. Grâce à ces tests, nous avons réussi à proposer plusieurs contributions intéressantes telles que permettre au SAC d’accomplir un contrôle de l’AUV de bout en bout, surpasser le contrôleur PID en terme d’économie d’énergie, et réduire la quantité d’informations dont l’algorithme du SAC a besoin. De plus nous proposons une méthodologie pour l’entraînement d’algorithmes d’apprentissage profond par renforcement sur des tâches de contrôle, ainsi qu’une discussion sur l’absence d’algorithmes de guidage pour notre contrôleur d’AUV de bout en bout
Comparison of methods employed to extract information contained in seafloor backscatter
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Branch-and-bound algorithm applied to sparse optimization problems: a study of some exploration strategies
No full textInternational audienceSparse optimization focuses on finding a solution to least-squares problems with few non-zero components. Applications include inverse problems in signal processing, subset selection, or portfolio optimization. Optimization problems can be formulated as mixed-integer programs. A dedicated branchand-bound algorithm is able to exploit the specific structure of such problems and finds the global minimum much faster than generic MIP solvers. We will present some results about the fine-tuning process of this branch-and-bound algorithm, focusing mainly on the exploration strategy
Unified verification and monitoring of executable UML specifications. A transformation-free approach
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Understanding the factors influencing students’ choice of engineering school
No full textInternational audienceStudent recruitment is an increasingly important topic and a major challenge for engineering schools all over Europe, which have difficulties in attracting and enrolling gifted students. On the contrary, French graduate engineering schools attract the most talented students of the nation. What are the forces at play? The aim of this paper is to investigate the decision-making processes behind the students’ choice of engineering school. We carried out 18 semi-directive interviews with engineering students of three French graduate engineering schools and completed content analysis of our data. Based on the findings, we identified various individual, social, economic and institutional factors influencing the students’ choice of engineering school. The findings indicate that the pre-university model (preparatory classes) has a key influence on engineering schools’ recruitment process for attracting talented students
Wideband Dual-Polarized Full-Duplex Antenna Array
No full textSpecial Session: Full-duplex communications for 5G & Beyond and IoT applicationsInternational audienceIn this paper, a wideband dual-polarized full-duplex antenna array is presented. The array is formed of four dual-polarized Vivaldi antennas with a modified feeding to obtain total symmetry between the orthogonal polarizations. The array is fed by a wideband 4-way balun that can split the input signal into four output signals of equal amplitudes with two of them being phase inverted with respect to the other two. The simulated results indicate that the array is matched from 2 GHz to beyond 20 GHz with an average gain of 11 dBi. Also, under ideal conditions, the array can achieve a high level of self-interference cancellation (≥120 dB), and this level is estimated to be better than 40 dB in practice
La relation entre la transformation de phase martensitique et la réorientation martensitique dans les alliages magnétiques à mémoire de forme de Ni-Mn-Ga monocristal
No full textFerromagnetic shape memory alloy (FSMA) is a promising candidate for actuators because of its high-frequency Magnetic-Field-Induced-Strain (MFIS) property. Compared to other types of FSMAs, Ni2MnGa single crystal is the most popular one because of its much lower twinning stress (σtw < 2 MPa). Ni2MnGa single crystal has two important microstructure processes: martensite reorientation and phase transformation, which give it various potential engineering applications. In literature, the martensite reorientation and phase transformation were usually studied separately. Their interaction (coupling) has not yet been systematically studied. In this thesis, I demonstrate in two typical situations (magnetic-field-induced martensite reorientation and stress-free temperature-induced phase transformation) that both martensite reorientation and phase transformation can take place simultaneously, leading to some special performances.The first set of the systematic experiments investigates the thermal effect on the magnetic-field-induced strain oscillation of Ni2MnGa single crystal by stepwise gradually changing thermal boundary condition (from still ambient air to strong airflow). The results show that the extremely weak or extremely strong ambient heat transfer can only have small strain oscillation amplitude while the maximum strain amplitude can be achieved only at a mild heat transfer condition (i.e., non-monotonic dependence of the strain amplitude on the ambient heat.) Particularly at weak ambient heat transfer, the energy dissipation of the high-frequency martensite reorientation can trigger the temperature increase of the specimen, leading to the phase transformation to austenite phase, which can in turn modulate the strain oscillation amplitude by the phase-fraction adjustment of the martensitic phase transformation.The second set of the systematic experiments investigates the martensitic phase transformation of the Ni2MnGa single crystal bars of different geometric sizes under different heating-cooling cycles without stress or magnetic-field. The experimental results show that the cooling-induced austenite martensite phase transformation in Ni2MnGa single crystal slim bar takes place via two steps: (1) austenite martensite twin(s); (2) detwinning into single martensite variant (the major martensite variant in the twin frows at the expense of the minor martensite variant; i.e., the reorientation from the minor martensite variant to the major martensite variant takes place). This new phenomenon demonstrates that the martensite reorientation indeed occurred during the cooling-induced phase transformation without any directional driving force (without stress or magnetic field), which can have a large global shape change. It breaks the usual idea about the self-accommodation martensite formation in the one-way shape memory effect. This finding promotes the SMA applications such as the stress-free two-way shape memory effect. But the accurate prediction/control on the performance is still a challenging task, demanding further experimental and theoretical research.L'alliage ferromagnétique à mémoire de forme (FSMA) est un candidat prometteur pour les actionneurs en raison de sa propriété de déformation induite par champ magnétique (MFIS) à haute fréquence. Comparé à d'autres types de FSMA, le monocristal Ni2MnGa est le plus populaire en raison de sa contrainte de twinning beaucoup plus faible (σtw < 2 MPa). Le monocristal Ni2MnGa a deux processus de microstructure importants : la réorientation de la martensite et la transformation de phase, qui lui donnent diverses applications potentielles en ingénierie. Dans la littérature, la réorientation de la martensite et la transformation de phase ont généralement été étudiées séparément. Leur interaction (couplage) n'a pas encore été systématiquement étudiée. Dans cette thèse, je démontre dans deux situations typiques (réorientation de la martensite induite par un champ magnétique et transformation de phase induite par la température sans contrainte) que la réorientation de la martensite et la transformation de phase peuvent avoir lieu simultanément, conduisant à des performances spéciales.La première série d'expériences systématiques étudie l'effet thermique sur l'oscillation de déformation induite par le champ magnétique du monocristal de Ni2MnGa en modifiant progressivement les conditions aux limites thermiques (de l'air ambiant immobile à un fort flux d'air). Les résultats montrent que le transfert de chaleur ambiant extrêmement faible ou extrêmement fort ne peut avoir qu'une faible amplitude d'oscillation de déformation, tandis que l'amplitude de déformation maximale ne peut être atteinte que dans des conditions de transfert de chaleur douces (c'est-à-dire une dépendance non monotone de l'amplitude de déformation sur la chaleur ambiante.) En particulier à faible transfert de chaleur ambiant, la dissipation d'énergie de la réorientation de la martensite à haute fréquence peut déclencher l'augmentation de la température de l'échantillon, conduisant à la transformation de phase en phase austénite, qui peut à son tour moduler l'amplitude d'oscillation de déformation par la fraction de phase ajustement de la transformation de phase martensitique.La deuxième série d'expériences systématiques étudie la transformation de phase martensitique des barres monocristallines Ni2MnGa de différentes tailles géométriques sous différents cycles de chauffage-refroidissement sans contrainte ni champ magnétique. Les résultats expérimentaux montrent que la transformation de phase d'austénite en martensite induite par le refroidissement dans un barreau mince monocristallin de Ni2MnGa s'effectue en deux étapes : (1) austénite en martensite jumeau(s); (2) le detwinning en variante martensite simple (la variante majeure de martensite dans les jumeaus aux dépens de la variante mineure de martensite ; c'est-à-dire que la réorientation de la variante mineure de martensite vers la variante majeure de martensite a lieu). Ce nouveau phénomène démontre que la réorientation de la martensite s'est effectivement produite lors de la transformation de phase induite par le refroidissement sans aucune force motrice directionnelle (sans contrainte ni champ magnétique), ce qui peut avoir un grand changement de forme global. Cela brise l'idée habituelle sur la formation de martensite auto-accommodante dans l'effet de mémoire de forme à sens unique. Cette découverte favorise les applications de SMA telles que l'effet de mémoire de forme bidirectionnelle sans stress. Mais la prédiction/le contrôle précis de la performance est toujours une tâche difficile, exigeant des recherches expérimentales et théoriques supplémentaires
A COMPUTATIONALLY INEXPENSIVE ALGORITHM FOR DETERMINING OUTER AND INNER ENCLOSURES OF NONLINEAR MAPPINGS OF ELLIPSOIDAL DOMAINS
No full textInternational audienceA wide variety of approaches for set-valued simulation, parameter identification, state estimation as well as reachability, observability and stability analysis for nonlinear discrete-time systems involve the propagation of ellipsoids via nonlinear functions. It is well known that the corresponding image sets usually possess a complex shape and may even be nonconvex despite the convexity of the input data. For that reason, domain splitting procedures are often employed which help to reduce the phenomenon of overestimation that can be traced back to the well-known dependency and wrapping effects of interval analysis. In this paper, we propose a simple, yet efficient scheme for simultaneously determining outer and inner ellipsoidal range enclosures of the solution for the evaluation of multi-dimensional functions if the input domains are themselves described by ellipsoids. The Hausdorff distance between the computed enclosure and the exact solution set reduces at least linearly when decreasing the size of the input domains. In addition to algebraic function evaluations, the proposed technique is-for the first time, to our knowledge-employed for quantifying worst-case errors when extended Kalman filter-like, linearization-based techniques are used for forecasting confidence ellipsoids in a stochastic setting
Low-Noise Synthetic Turbulence Tailored to Lateral Periodic Boundary Conditions
No full textInternational audienceThis article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC B