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Impact des feedbacks immédiats sur les apprentissages en chimie dans un environnement de réalité virtuelle
No full textNational audienceVirtual Reality (VR) offers the opportunity to create immersive environments for safe, practice-based learning, but learners’ immersion can limit critical thinking. This study explores the impact of immediate feedback on chemistry learning in a VR environment. It involved 46 participants divided into two conditions, with and without immediate feedback. We assessed their performance (correct answers and procedures performed) and perceived cognitive load. The results show that immediate feedback does not increase the cognitive load, but its effect on learning depends on the task. They can be detrimental to performance for a single task, whereas they lead to significant improvements for repeated tasks. These observations highlight their usefulness in repetitive scenarios while underlining the need for appropriate design to avoid adverse effects on learning.La Réalité Virtuelle (RV) permet de créer des environnements immersifs favorisant l'apprentissage pratique en toute sécurité, mais l'immersion des apprenants peut limiter leur réflexion critique. Cette étude explore l'impact de feedbacks immédiats sur l'apprentissage en chimie dans un environnement immersif. Elle implique 46 participants répartis en deux conditions, avec ou sans feedbacks immédiats, dont nous avons observé les performances, incluant les réponses correctes et les procédures réalisées, ainsi que la charge cognitive perçue. Les résultats montrent que les feedbacks immédiats n'augmentent pas la charge perçue, mais que leur effet sur les apprentissages dépend des tâches réalisées. Ils peuvent nuire aux performances pour des tâches ponctuelles, tandis qu'ils conduisent à des améliorations significatives pour des tâches répétées. Ces observations mettent en évidence leur intérêt dans des scénarios répétitifs, tout en soulignant la nécessité d'une conception adaptée pour éviter des effets défavorables sur les apprentissages
Analyse de la robustesse de HEMT GaN 650 V durant des courts-circuits répétitifs
No full textSince the 50's power electronics has been developed through silicon which became the largely dominant material for power semiconductors. Silicon has indeed proven a good reliability, is easy to purify and after decades of cost reduction, is very affordable. Nevertheless, after fifty years of improvement, physical limits of silicon are reached and don't match anymore with the new applications needs, like a higher operating frequency and a higher power. Wide-band gap (WBG) materials, such as diamond, gallium nitride (GaN), and silicon carbide (SiC), have emerged to address these challenges. GaN, especially in HEMT power devices, is particularly promising due to its high switching speed, excellent thermal conductivity, and potential for high-frequency operation. Despite their advantages, GaN components must demonstrate robustness and reliability, particularly against short-circuits, to be widely adopted in industries like automotive and avionic. The study of short-circuits began a few years ago, with initial work observed in 2013. However, it remains limited in several respects. The normally-off technology of p-GaN and cascode components has been studied almost exclusively. Current studies of enhanced mode (e-mode) components based on p-GaN components have revealed that the highest voltages could only be achieved at the cost of concessions (overheated environment, increased gate resistance). To the best of our knowledge, very few, if any, papers focus on normally-on technology depletion mode (d-mode). What is more, current studies are mainly concerned with the robustness of components to a single short-circuit and the time to failure. Rather than carrying out destructive short-circuits, which would make it much more difficult to analyse the component once it has been destroyed, it was decided to carry out repetitive, non-destructive short-circuits. Several series of successive short circuits are performed.These short-circuits are interspersed with electrical characterizations to identify parametric variations and gain a better understanding of degradation and failure mechanisms. The study of induced damage is therefore a key point and it will contribute to the design of more short-circuitsrobust chips. Two suppliers of 650 V GaN components have been selected, with normally-on and normally-off components. A short-circuit test bench specifically for GaN HEMT 650 V components has therefore been developed. It consists of three parts: a power/mother board, a device/daughter board and a driver board. A sarcophagus was developed using 3D printing. It holds the component by pressure on the device board and eliminates the need to solder the components, thereby reducing the thermal stresses on the device board in successive soldering/desoldering of components. However, the task proved more arduous than expected. Despite the particular care taken with the routing and the compactness of the electronic boards, with the aim of reducing the loop inductance, the initial tests were not at all conclusive and the experimental bench needed to be greatly optimised. A SPICE simulation has been developed to help understand the parasitic phenomena. Reducing common-mode currents was of prime importance, through the use of appropriate probes or ferrite cores. Several versions of the test bench have been developed, to achieve relevant results in terms of stability and in line with what should be required by future JEDEC standards for short-circuit testing. Different parametric and dynamic variations have been observed. In addition, components with the same structure but from different suppliers gave different results in terms of stability and robustness against short circuits. Explanatory hypotheses were formulated at the end of the thesis.Depuis les années 1950, l'électronique de puissance s'est développée grâce au silicium, qui est devenu le matériau dominant pour les semi-conducteurs de puissance. Le silicium a en effet prouvé sa fiabilité, est facile à purifier et, après des décennies de réduction des coûts, est devenu très abordable. Cependant, après cinquante ans d'améliorations, les limites physiques du silicium ont été atteintes et ne répondent plus aux besoins des nouvelles applications, comme des fréquences de fonctionnement plus élevées et une puissance accrue. Les matériaux à large bande interdite (WBG), tels que le diamant, le nitrure de gallium (GaN) et le carbure de silicium (SiC), ont émergé pour relever ces défis. En dépit d'une grande vitesse de commutation et d'une conductivité thermique accrue, les composants GaN doivent démontrer leur robustesse et leur fiabilité, notamment face aux courts-circuits, pour être largement adoptés dans des secteurs tels que l'automobile et l'aéronautique. L'étude des courts-circuits a commencé il y a quelques années avec les premiers travaux observés en 2013. Cependant, les études restent limitées à plusieurs égards. La technologie normalement bloquée des composants p-GaN et cascode a été étudiée presque exclusivement et les tensions les plus élevées n'ont pu être atteintes qu'au prix de concessions (environnement surchauffé, augmentation de la résistance de grille). La littérature est inexistante pour la technologie normalement passante. De plus, les études actuelles se concentrent principalement sur la robustesse des composants face à un unique court-circuit destructif et sur le temps avant défaillance. Plutôt que de réaliser des courts-circuits destructifs, avec une analyse du composant d'autant plus difficile une fois celui-ci détruit, il a été décidé de réaliser des courts-circuits répétitifs et non destructifs. Ces courts-circuits sont entrecoupés de caractérisations électriques afin d'identifier les variations paramétriques et de mieux comprendre les mécanismes de dégradation et de défaillance. L'étude des dommages induits constitue donc un point clé et contribuera à la conception de puces plus robustes face aux courts-circuits. Deux fournisseurs de composants GaN de 650 V ont été sélectionnés, incluant des composants normalement passants et normalement bloqués. Un banc d'essai de courts-circuits spécifiquement conçu pour les composants GaN HEMT de 650 V a ainsi été développé. Il se compose de trois parties : une carte mère d'alimentation, une carte fille pour le composant, et une carte de commande. Un sarcophage a été conçu par impression 3D. Il maintient le composant par pression sur la carte fille et élimine la nécessité de souder les composants, réduisant ainsi les contraintes thermiques sur la carte lors des soudures et dessoudures successives.Cependant, la tâche s'est avérée plus ardue que prévu. Malgré les soins particuliers apportés au routage et à la compacité des cartes électroniques, dans le but de réduire l'inductance de boucle, les premiers tests n'étaient pas du tout concluants. Le banc expérimental a par conséquent dû être considérablement revu et optimisé. Une simulation SPICE a été développée pour aider à mieux comprendre les phénomènes parasites. La réduction des courants de mode commun a été d'une importance primordiale, grâce à l'utilisation de sondes appropriées ou de tores de ferrites. Plusieurs versions du banc d'essai ont été conçues afin obtenir des résultats pertinents en termes de stabilité et conformité en vue des futures normes JEDEC pour les tests de courts-circuits. Différentes variations paramétriques et dynamiques ont été observées. En outre, des composants de même structure et aux caractéristiques similaires, mais provenant de différents fournisseurs, ont donné des résultats sensiblement différents en termes de stabilité et de robustesse face aux courts-circuits. Des hypothèses explicatives ont été formulées à la fin de la thèse
Etude de la dynamique, des mécanismes et développement d'un modèle d`apprentissage pour le bruit de bec hypersustentateur
No full textThis thesis presents a comprehensive numerical investigation of flow dynamics and aeroacoustic mechanisms associated with a leading-edge slat using high-fidelity simulations. A sub-scale academic model of the slat geometry is employed to perform Large Eddy Simulations (LES) based on the Lattice Boltzmann Method (LBM), enabling detailed resolution of flow structures and noise sources. The thesis also discusses the computational setup, theoretical formulations, and validation procedures pertinent to aeroacoustic simulations, ensuring the fidelity and reliability of the numerical approach. The simulated results are rigorously validated against experimental data from a preceding study to ensure quantitative and qualitative accuracy.The analysis reveals previously unreported spanwise inhomogeneities within the slat cove flow. Specifically, the spanwise velocity component exhibits spatially periodic modulations, which induce localized oscillatory behavior and contribute to enhanced acoustic emissions. To further investigate this phenomenon, a parametric study involving variations in cavity geometry is conducted, highlighting the sensitivity of spanwise modulation patterns to geometric features.Additionally, a Bayesian surrogate modeling framework is developed to predict far-field noise characteristics. This surrogate is coupled with an Active Learning strategy to iteratively refine the sampling of the high-dimensional design space, improving model accuracy with minimal computational cost. Theoretical formulations underpinning the surrogate model and the sampling methodology are detailed, and applications of the model demonstrate the efficacy of the approach in capturing the characteristics of the acoustic spectra resulting from complex flow-noise interactions.Ce mémoire présente une étude numérique approfondie de la dynamique de l'écoulement et des mécanismes aéroacoustiques associés à un bec hypersustentateur, en s'appuyant sur des simulations à haute fidélité. Un modèle académique à échelle réduite de la géométrie du bec est utilisé pour effectuer des simulations aux grandes échelles (LES) basées sur la méthode de Lattice Boltzmann (LBM), permettant de résoudre finement les structures d'écoulement et les sources de bruit. Le mémoire aborde également en détail la configuration numérique, les formulations théoriques, ainsi que les procédures de validation spécifiques aux calculs aéroacoustiques, garantissant la robustesse et la fiabilité de l'approche utilisée. Les résultats numériques sont validés rigoureusement par comparaison avec des données expérimentales issues d'une étude antérieure.L'analyse des résultats met en évidence des inhomogénéités jusqu'alors non-décrites dans la direction de l'envergure, au sein de l'écoulement dans la cavité du bec. En particulier, la composante de vitesse dans la direction de l'envergure présente des modulations spatiales périodiques, induisant des oscillations localisées qui contribuent à une émission acoustique accrue. Pour approfondir cette observation, une étude paramétrique est menée en faisant varier la géométrie de la cavité, révélant la sensibilité de ces modulations aux variations géométriques.Par ailleurs, un modèle de substitution construit à partir d'une méthode d'apprentissage reposant sur une approche bayésienne est développé pour permettre la prédiction du bruit en champ lointain. Ce modèle de substitution est couplé à une stratégie d'Apprentissage Actif, permettant d'explorer de manière efficace un espace de paramètres à forte dimensionnalité, tout en minimisant les coûts de calcul. Les formulations théoriques à la base de cette approche sont détaillées, et des cas d'application du modèle démontrent sa capacité à capturer les caractéristiques des spectres acoustiques résultants d'interactions complexes entre l'écoulement et le bruit
SysTemp: A Multi-Agent System for Template-Based Generation of SysML v2
No full textInternational audienceThe automatic generation of SysML v2 models represents a major challenge in the engineering of complex systems, particularly due to the scarcity of learning corpora and complex syntax. We present SysTemp, a system aimed at facilitating and improving the creation of SysML v2 models from natural language specifications. It is based on a multi-agent system, including a template generator that structures the generation process. We discuss the advantages and challenges of this system through an evaluation, highlighting its potential to improve the quality of the generations in SysML v2 modeling
Nanofils de Ge hexagonaux pour l'émission de lumière
No full textThe increasing demand for data requires photonic technologies to overcome the limitations of traditional electronic interconnects. Silicon photonics offers a solution, but the integration of efficient light sources remains challenging due to silicon's indirect bandgap. Germanium (Ge), though also indirect in its cubic phase, can achieve a direct bandgap in its hexagonal phase (h-Ge), making it a promising candidate for light emission. This thesis focuses on growing h-Ge on self-assisted GaAs nanowires (NWs)using molecular beam epitaxy (MBE). Optimized growth of GaAs NWs in the Wurtzite (WZ) phase enables high-quality h-Ge deposition. Structural and optical characterization confirm the presence of hexagonal Ge and demonstrate tunable light emission via quantum confinement, moving closer to telecommunication wavelengths. Challenges such as defects and contamination are discussed. This thesis highlights the potential of h-Ge for next-generation photonic devices.La demande croissante en données nécessite des technologies photoniques capables de dépasser les limites des interconnexions électroniques. La photonique intégrée sur silicium constituent une solution, mais l'intégration de sources lumineuses efficaces reste difficile à cause du gap indirect du silicium. Le germanium (Ge), bien que cubique et à gap indirect, peut atteindre un gap direct dans sa phase hexagonale (h-Ge), faisant ainsi de lui un matériau prometteur. Cette thèse explore la croissance du h-Ge sur des nanofils (NWs) auto-assistés de GaAs via l'épitaxie par jets moléculaires (MBE). Une croissance optimisée des NWs de GaAs en phase Wurtzite (WZ) permet un dépôt de h-Ge de haute qualité. Les caractérisations structurelles et optiques confirment la continuité cristalline hexagonale et une émission lumineuse réglable par confinement quantique, se rapprochant des longueurs d'onde des télécommunications. Les défis liés aux défauts et à la contamination sont abordés, mettant en lumière le potentiel du h-Ge pour les dispositifs photoniques de prochaine génération
Polygraphs: From Rewriting to Higher Categories
No full textInternational audiencePolygraphs are a higher-dimensional generalization of the notion of directed graph. Based on those as unifying concept, this monograph on polygraphs revisits the theory of rewriting in the context of strict higher categories, adopting the abstract point of view offered by homotopical algebra. The first half explores the theory of polygraphs in low dimensions and its applications to the computation of the coherence of algebraic structures. It is meant to be progressive, with little requirements on the background of the reader, apart from basic category theory, and is illustrated with algorithmic computations on algebraic structures. The second half introduces and studies the general notion of n-polygraph, dealing with the homotopy theory of those. It constructs the folk model structure on the category of strict higher categories and exhibits polygraphs as cofibrant objects. This allows extending to higher dimensional structures the coherence results developed in the first half
Passive vibration control of a beam modeled through Generalized Beam Theory using a Nonlinear Energy Sink under different loading scenarios
No full textInternational audienceIn the present paper a beam, part of a box girder bridge, modeled through Generalized Beam Theory is studied. In particular, vibrations are controlled by using a Nonlinear Energy Sink for different types of external loads. The objective is to combine this refined theory, which enables to consider interesting aspects of Thin-Walled Beams, with the concept of vibrations control through nonlinear devices, to take into account real scenarios where the use of classical beam theories and linear dampers could not be sufficient. The fundamental aspects of Generalized Beam Theory are first introduced, identifying its two main phases, cross-section analysis and member analysis, then Complexification Averaging and Multiple Scales Method are used to study the nonlinear problem, where the nonlinearity is represented by the cubic stiffness of the Nonlinear Energy Sink. Different load conditions are investigated, including earthquake and moving loads, and it is found that energy is correctly transferred from the beam to the device and, thanks to Generalized Beam Theory, vibrations due to resonant loads, with frequencies which cannot be found with classical beam theories, can be reduced. It is found that the use of a Nonlinear Energy Sink on a Thin-Walled Beam allows to reduce the vibrations even for complex loading cases, and GBT appears to be a very valuable tool in assessing this aspect. Results obtained in this paper, after proper optimization and experimental validation, could help the implementation of Nonlinear Energy Sinks on real bridge decks
Soliton-like solutions of the modified Camassa-Holm equation with variable coefficients
No full textInternational audienceWe study soliton- and peakon-like solutions of the modified Camassa-Holm equation with variable coefficients and a singular perturbation. This equation is a direct generalization of the well-known modified Camassa-Holm equation, which is an integrable system having both smooth and peaked soliton solutions, named peakons. The novelty of this paper lies in the development of a general methodology for constructing asymptotic peakon-like solutions. We present a general scheme for finding approximations of any order and study their accuracy. The results are illustrated by nontrivial examples of both soliton- and peakon-like solutions with global phase function. The proposed technique can be used for studying wave-like solutions of other equations with variable coefficients and small dispersion
Finite-dimensional pseudofinite groups of small dimension, without CFSG
No full textInternational audienceAny simple pseudofinite group G is known to be isomorphic to a (twisted) Chevalley group over a pseudofinite field. This celebrated result mostly follows from the work of Wilson in 1995 and heavily relies on the classification of finite simple groups (CFSG). It easily follows that G is finite-dimensional with additive and fine dimension and, in particular, that if dim(G)=3 then G is isomorphic to PSL(2,F) for some pseudofinite field F. We describe pseudofinite finite-dimensional groups when the dimension is fine, additive and <4 and, in particular, show that the classification G isomorphic to PSL(2,F) is independent from CFSG.pseudofinite groups, finite-dimensional groups, classification of finite simple groups, simple groups of Lie typ
