Recherche avancée sur les thèses de l'INSA de Lyon

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Aucejo Mathieu. Vibro-acoustique des structures immergées sous écoulement turbulent. 2010 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
L objectif de cette thèse est l étude du bruit propre d origine hydrodynamique au niveau de l antenne d étrave d un sous-marin pour des fréquences comprises entre 10 Hz et quelques kHz. Dans cette optique, trois problématiques particulières doivent être étudiées : la modélisation du comportement vibro-acoustique des structures en fluide lourd, l intégration de l excitation couche limite turbulente (CLT) dans les modèles numériques déterministes et la mesure de la réponse d une structure sous écoulement turbulent. Le premier chapitre est consacré à la synthèse bibliographique des différentes méthodes existantes pour étudier de tels problèmes. Dans un second chapitre, nous présentons la méthode PTF (Patch Transfer Functions), qui est une approche par sous-structuration de domaines permettant l étude des problèmes vibro-acoustiques en basses et moyennes fréquences. Cette méthode n ayant été appliquée qu en fluide léger, l un des enjeux de ce chapitre est d étudier son applicabilité en fluide lourd et de mettre en lumière d éventuels points de blocage. Nous montrons ainsi que des problèmes de convergence de la méthode apparaissent en fluide lourd. Pour pallier ces difficultés, nous présentons, dans le troisième chapitre, deux stratégies de calcul permettant d accélérer la convergence globale de la méthode. Le quatrième chapitre propose une application de la méthode PTF pour caractériser la réponse vibro-acoustique en fluide lourd d une structure soumise à une CLT et couplée à un milieu fluide extérieur et à une cavité acoustique, encombrée par des structures déformables. Pour traiter ce problème, nous complétons, tout d abord, le modèle PTF par l introduction de l excitation CLT dans les modèles déterministes, à partir d une décomposition de l interspectre des fluctuations de pression pariétale sur une base d ondes planes décorrélées. Nous présentons, ensuite, le calcul de l impédance de rayonnement par pavé pour des surfaces de couplage de géométrie quelconque, ainsi qu un modèle d encombrement permettant, à partir de considérations physiques, de tenir compte simplement de la complexité structurale de structures encombrant une cavité acoustique. Cette application nous permet de montrer que l influence de l encombrement des cavités sur la réponse vibro-acoustique du système ne peut pas être négligée, lorsque l on s intéresse à l étude du bruit hydrodynamique au niveau d une antenne d étrave de sous-marin. Dans le cinquième chapitre, nous développons une technique expérimentale permettant de caractériser le comportement des structures sous écoulement turbulent. Cette technique est basée sur la décomposition en ondes planes décorrélées présentée au chapitre 4 et nécessite la génération de champs de pression pariétale correspondant à ceux que l on obtiendrait à partir d ondes propagatives et évanescentes pour tenir compte des caractéristiques spectrales de la CLT. Pour cela, nous utilisons une antenne de monopôles acoustiques, dont nous déterminons numériquement les principaux paramètres (taille, nombre de monopôles et distance antenne paroi). Le nombre de monopôles augmentant avec la fréquence, la mise en œuvre de cette méthode peut s avérer délicate. Pour contourner cette difficulté, nous présentons le principe de l antenne synthétique, dont la validation expérimentale est étudiée dans le dernier chapitre
The aim of this thesis is the study of the hydrodynamic self-noise under a SONAR dome from 10 Hz to a few kHz. For this purpose, three particular studies has to be considered : the modelling of the vibro-acoustic behaviour of immersed structures in heavy fluid, the implementation of the turbulent boundary layer (TBL) excitation in deterministic formulations and the measurement of the response of a structure to a TBL. The first chapter is devoted to a bibliographical study of existing methods to deal with such problems. In the second chapter, we introduce the PTF (Patch Transfer Functions) method, which is based on substructuring and impedance/mobility concepts. This approach allows solving vibro-acoustic problems in the low and mid-frequency ranges. Because this method has only been applied to light fluid cases, one of the main issues of this chapter is the study of its applicability to heavy fluid cases. In the latter situation, convergence difficulties are observed. To overcome them, two strategies are developed in the third chapter to improve the global convergence of the method. The fourth chapter presents an application of the PTF method to a structure subjected to a TBL excitation and coupled to an external fluid medium and an acoustic cavity, cluttered up by elastic structures. To solve this problem, we first complete the PTF model by introducing the TBL excitation in the method from a plane waves expansion of the TBL cross-spectrum. Then, we introduce the computation of the PTF of an external fluid medium and that of a cavity cluttered up by elastic structures from a simplified model of the clutter. This application highlights the non-negligible influence of the clutter on the vibro-acoustic response of the whole system. In the fifth chapter, an experimental technique to simulate the behaviour of structures under TBL is developed. This technique is based on the plane waves expansion presented in chapter 4 and required the generation of wall pressure fields corresponding to those of propagating and evanescent waves to represent the spectral features of the TBL. To this end, a monopole array is used. The main parameters of the array are numerically estimated. The number of monopoles increasing with frequency, the experimental implementation of this technique can be delicate. To overcome this difficulty, the use of a synthetic antenna is introduced. The experimental validation of this technique is studied in the last chapter
Mot(s) clés libre(s) : Mécanique, Acoustique, Vibroacoustique, Structures immergées, Ecoulement turbulent, Interaction fluide structure, Méthode PTF
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Medjahdi Abdelkrim. Utilisation de concepts innovants dans la fonction oscillateur radiofréquence. 2010 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
L'étude des oscillateurs radiofréquence suscite continuellement un grand intérêt de la communauté des concepteurs. L'évolution des systèmes de télécommunications impose d'optimiser le compromis fréquence-consommation. Dans ce cadre, nous avons réalisé une étude afin d'utiliser des concepts innovants dans la fonction oscillateur radiofréquence pour répondre aux exigences croissantes. Le premier point abordé est celui d'augmenter la fréquence d'oscillation en utilisant des transistors bipolaires à hétérojonction (HBT) réalisé en SiGe:C. Dans un premier temps, nous avons réalisé un VCO à 20 GHz de type Colpitts base commune avec une architecture différentielle en technologie BiCMOS 0.25 1Jm. Nous constatons que ce circuit occupe une surface importante dans le circuit intégré à cause de l'inductance spirale. Dans un second temps, pour réduire la taille de la puce, nous avons utilisé la technique de l'inductance active qui permet de réaliser un circuit oscillateur en l'associant à une capacité. Ce type de VCO est très avantageux en surface et présente une large plage de variation de fréquence de l'ordre de 1 GHz autour d'une fréquence centrale de 2.5 GHz. Le circuit a été réalisé en technologie (Bi)CMOS 0.25 1Jm. Pour illustrer les avantages d'un tel oscillateur, nous avons réalisé en technologie CMOS 0.3e micromètre, un oscillateur 2.5 GHz avec une architecture standard avec une paire de transistors croisés en architecture différentielle. Celui-ci occupe une plus grande surface, une bande d'accord moins large et une consommation réduite. Un compromis peut être obtenu en utilisant la diode tunnel résonante (RTD) grâce à ces propriétés intrinsèques intéressantes (fréquence de coupure très élevée, RDN, ...). Nous avons étudié et démontré la faisabilité d'un oscillateur à base de RTD avec une architecture simple ou hybride (associant RTD et transistor MOS), nous nous sommes focalisés sur la conception d'un oscillateur 20 GHz en utilisant des RTD Hf02/Si-contraint.
The study of sinusoïdal oscillators raises continuously great interest of the community of designers. The evolution of telecommunications systems requires optimizing of the compromise frequency-consumption. In this context, we present a study to use innovative concepts in the radio frequency oscillator to satisfay growing performances. The first is increasing the frequency of oscillation using heterojunction bipolar transistors (HBT) made with SiGe:C. Initially, we performed a voltage controlled oscillator at 20 GHz Colpitts common base type, with a differential architecture in BiCMOS 0.25 llffi technology. This circuit includes passive inductor, occupy a large area in the integrated circuit. In a second step, to reduce the size of an oscillator, we used the technique of active inductor which provides an inductive behavior. Associating this fictive inductance with a capacitor permits the realization of controlled oscillator. This type of VCO reduce the area occupied and has a wide range band frequency of 1 GHz around 2.5 GHz. The circuit is realized in Technology (Bi)CMOS 0.25 11m. To illustrate the benefits of such oscillator, we realized in CMOS 0.35 11m technology, a 2.5 GHz oscillator with a standard circuit, based on transistors crossed in differential architecture. It occupies a larger area but has lower tuning band and Jess consumption. A compromise can be achieved using the resonant tunneling diode (RTD), which is a very attractive nano-device for these interest intrinsic properties (very high cut-off frequency, negative differential resistance, very small area, ...). We studied the feasibility of an oscillator based RTD's with a simple and hybrid architecture, we focused on the design of an oscillator using silicon RTD. This feasibility study showed the potential of RTD Hf02/Si-strain in a Muramatsu hybrid architecture oscillator at 20 GHz.
Mot(s) clés libre(s) : Génie électronique, Télécommunication, Oscillateur radiofréquence, Diode tunnel résonante, Inductance active, Nanocomposant
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Subercaze Julien. Un modèle d'agent sémantique : application aux communautés virtuelles de connaissances. 2010 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
La gestion des connaissances regroupe de nombreuses techniques visant à identifier, transmettre, créer, représenter, organiser les connaissances au sein d'une organisation. L'avènement des supports numériques et de l'informatique a très largement contribué à l'essor de cette discipline. Les supports numériques permettent comme tous les supports classiques (écriture, imprimerie) la copie et la transmission de l'Information, mais la révolution entraînée par ces supports est due tout d'abord au faible espace de stockage qu'ils nécessitent, et enfin surtout par la possibilité de traitement automatique des informations qu'ils contiennent. Suite â l'avènement de l'informatique dans les organisations au cours des années 70, puis plus largement dans les années 80, s'est posé le problème de comment gérer, organiser et transmettre toutes les Informations qui étalent désormais disponibles numériquement et sur lesquelles les machines étalent capables d'effectuer des traitements. C'est le début de la gestion des connaissances au sens moderne du terme. La gestion des connaissances est une discipline à la frontières de multiples domaines tels que les sciences sociales, les sciences cognitives, l'informatique et les sciences et technologies de J'Information. Dans le cadre de cette thèse, notre domaine d'étude se restreint à l'approche mécaniste de la gestion des connaissances, qui considère la connaissance comme étant un élément qui peut être traité automatiquement par une unité de calcul, donc de manière mécanique. Les outils de gestion des connaissances ont longtemps suivi une approche centralisée, comparable à celle de l'informatique.
Knowledge Management aims at identify, transmit, create, organize knowledge into organizations. It is a field at the frontier of several domains such as social sciences, cognitive sciences, computer science and Information technology. Recent works in decentralized knowledge management have open new perspectives. In this thesis we investigate the link between agent based knowledge management and the rise of the semantic technologies. We first analyze the theoretical background of knowledge representation and we present a definition that suits a mechanist approach of knowledge management. We then apply this definition by defining the required components for agent architecture to support this definition. The main benefit of our semantic agent architecture is the common knowledge representation for both agent behaviour and agent knowledge. Both components are represented using semantic techniques and consequently become exchangeable between agents. We propose to apply this theoretical framework by implementing virtual knowledge communities (which a mean of knowledge exchange for agents) as an operations semantic knowledge for agents.
Mot(s) clés libre(s) : Informatique, Gestion des connaissances, Multi agents, Web sémantique
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Vuillemot Romain. Un cadre de conception pour la visualisation d'information interactive. 2010 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
Les interfaces visuelles interactives exploitent les capacités visuelles et cognitives de l'humain, afin de lui permettre de manipuler et de comprendre de grandes quantités de données abstraites. La conception et l'évaluation de ces interfaces restent cependant des processus complexes, car ils portent sur toute la chaine de traitement de l'information, des données bru tes, jusqu'au rendu sous forme d'image. Les interfaces actuelles sont également peu flexibles et adaptables à une nouvelle donnée, tâche ou technique d'exploration, car elles nécessitent alors une nouvelle itération de développement logiciel et redéploiement chez l'utilisateur. Dans cette thèse nous nous sommes intéressés à l'amélioration de ce processus de conception, en proposant une approche orientée services permettant de limiter tout redéploiement et de faciliter le partage et la collaboration autour de représentations visuelles. Notre démarche a tout d'abord été d'étudier les espaces de design de la visualisation d'information, de l'interaction visuelle et de l'exploration visuelle de données de manière étendue. Nous avons ensuite proposé une architecture de conception composée d'un profil applicatif, d'un graphe de scène et de services web de visualisation. La réalisation de quatre applications interactives a permis de montrer la mise en œuvre opérationnelle de cette architecture, dans des contextes aussi différents en termes de données et de tâches à réaliser que sont l'exploration de bases de données de films, d'images, de réseaux sociaux et de collection de textes littéraires.
Mot(s) clés libre(s) : Informatique, Interaction Homme Machine, Visualisation d'information, Service web
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Miscopein Benoît. Systèmes UWB impulsionnels non cohérents pour les réseaux de capteurs : coexistence et coopération. 2010 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
L’objet de ce travail de thèse est de proposer un schéma d’accès au canal pour un réseau de capteurs sans fil, dont la couche physique est basée sur la radio impulsionnelle UWB. Sur la base de travaux antérieurs provenant de l’encadrement de travaux de thèse, nous avons proposé une structure de réception non cohérente à seuil, capable de garantir une grande résolution temporelle et de recombiner plusieurs trajets de propagation. Nous montrons que cette approche est particulièrement intéressante en conditions mono-utilisateur et peut, sans grande modification, être étendue pour résister à des conditions d’interférences co-canal même sévères. Pour l’accès au canal, nous proposons de revisiter le concept d’échantillonnage de préambule. Si ce type de protocole est particulièrement bien adapté aux réseaux de capteurs à faible débit, son adaptation à la radio UWB pose un problème d’ordre réglementaire en Europe par exemple, il n’est pas permis d’émettre un long préambule, tel que le demandent les protocoles à échantillonnage de préambule. Nous proposons ainsi d’utiliser la collaboration des nœuds au voisinage du récepteur pour transformer la préambule en une succession de relais dont l’émission reste compatible avec les limites réglementaires. La réactivité de ce schéma collaboratif induit des effets de bord positifs comme la possibilité d’un nœud d’obtenir des informations très intéressantes telles que les instants de réveils de ses voisins ou limiter la latence de transmission d’un paquet. Des simulations, confrontées à un modèle en chaîne de Markov, permettent de montrer la pertinence et les promesses de ce protocoles.
Mot(s) clés libre(s) : Télécommunications, Réseau de télécommunications, Réseau de capteurs, Capteurs sans fil, Technologie radio, Radio impulsionnelle, Radio UWB, Radio ultra wide-band, Interférence de canal, Echantillonnage de préambule, Protocole de réseau, Protocole MAC, Collaboration des noeuds de voisinage
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Abdelkader Ouaiss. Synthèse de nouveaux glycomonomères : étude de leur polymérisation radicalaire contrôlée en milieu aqueux en présence d'un agent de transfert de type RAFT. 2010 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
Exploitant l accès rapide au synthon carboxyméthylglucopyranoside 2-O-lactone à partir de l isomalltulose, la synthèse en quelques étapes de nouveaux glycomonomères acrylamides mono et difonctionnalisés a été proposé. L étude détaillée de la polymérisation radicalaire de type RAFT d un de ces monomères a été réalisée et des copolymères à blocs avec du polyNIPAAm et du PSS ont été obtenus. La condition de polymérisation de monomères bifonctionnels a été étudiée. La polymérisation d un de deux monomères difonctionnels a été effectuée et la post modification du glycopolymère fonctionnalisés par des azotures a été effectuée, soit par post modification, selon une réaction de cycloaddition catalysée de Huisgen, soit par copolymérisation, en présence
Mot(s) clés libre(s) : CHIMIE DES POLYMERES, GLYCOMONOMERE, GLYCOPOLYMERE, POLYMERISATION RADICALAIRE CONTROLEE, POLYMERISATION RAFT, GLYCOSIDE LACTONE, ACRYLAMIDE, MONOMERE BIFONCTIONNEL, MODIFICATION PAR AZOTURE
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Colas Romain. Syndrome métabolique et diabète chez l'Homme : composition lipidique et oxydation des lipoprotéines de basse densité (LDL) plasmatiques en relation avec l'activation des plaquettes sanguines. 2010 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
Le diabète de type-2 et le syndrome métabolique sont associés à une augmentation du stress oxydant et du risque cardiovasculaire. L’hyperactivation plaquettaire et les dyslipoprotéinémies sont deux causes majeures de l’athérothrombose. Nous avons montré que des lipoprotéines de basse densité (LDL) issues du plasma de diabétiques de type-2 activent les plaquettes sanguines. L’objectif principal de notre étude a été d’établir le profil en lipides et peroxydes lipidiques de LDL provenant de volontaires ayant un syndrome métabolique (SM), un diabète de type-1 (DT-1) ou de type-2 (DT-2), comparativement à celui de volontaires sains (V). Un autre objectif a été de déterminer leur impact sur l’activation plaquettaire. Seules les LDL des groupes SM et DT-2 ont des anomalies lipidiques telles que : augmentation des triacylglycérols, diminution des esters de cholestérol et de l’acide linoléique. Les LDL des groupes SM, DT-1 et DT-2 présentent un stress oxydant, démontré par l’augmentation des produits de peroxydation lipidique comme les acides gras hydroxylés et le dialdéhyde malonique, ainsi que par la diminution des plasmalogènes (sous-classe de phospholipides à éthanolamine). Comparativement aux plaquettes incubées avec les LDL de V, les plaquettes incubées avec les LDL des autres groupes sont activées comme le montre une exacerbation de la cascade de l’acide arachidonique (p38 MAPK, phospholipase A2 cytosolique, thromboxane A2). Ainsi, dans les états pré-diabétique et diabétique de type-2, les LDL subissent des modifications lipidiques et oxydatives, puis activent les plaquettes. Nos résultats suggèrent que les peroxydes lipidiques des LDL induisent l’hyperactivation plaquettaire.
Type-2 diabetes and metabolic syndrome are associated with increased oxidative stress and cardiovascular risk. Platelet hyperactivation and dyslipoproteinemia are two major factors favoring atherothrombosis. We have shown that low-density lipoproteins (LDL) from type-2 diabetic patients activate platelets from healthy volunteers. The primary objective of our study was to establish the lipid and lipid peroxide profile of LDL isolated from plasma of volunteers with a metabolic syndrome (SM), of type-1 (DT-1) or type-2 (DT-2) diabetic patients compared to LDL from healthy volunteers (V). The second objective was to explore their role in platelet activation. Only LDL from MS and DT-2 groups have lipid abnormalities (increased triacylglycerols and decreased cholesteryl esters, decreased linoleic acid). LDL from SM, DT-1 and DT-2 groups show oxidative stress as assessed by increased lipid peroxide derivatives (hydroxylated fatty acids, malondialdehyde) and decreased plasmalogens. Compared to platelets incubated with LDL from the V group, platelets incubated with LDL from other groups are activated as shown by the enhancement of the arachidonic acid signalling cascade (p38 MAPK, cytosolic phospholipase A2, thromboxane B2). Thus, in a pre-diabetic state and in type-2 diabetes, LDL undergo lipid and oxidative modifications and activate platelets. Our results show that lipid peroxides in LDL could be the common denominator underlying platelet hyperactivation.
Mot(s) clés libre(s) : Biosciences, Métabolisme, Lipides, Lipoprotéine basse densité, Diabète, Athérothrombose, Stress oxydant, Peroxydation lipidique
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Zairi Sajeh. Stratégies de configuration pour l optimisation de la consommation énergétique dans les réseaux de capteurs. 2010 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
Au cours de ces dernières années, les réseaux sans fil n ont cessé de croître grâce aux développements technologiques de divers domaines liés à l informatique et à la micro-électronique. La mise en réseaux des capteurs sans fil permet la couverture de vastes territoires ainsi que l'obtention rapide et fiable de résultats même pour des zones hostiles ou inaccessibles pour les être humains. Cependant, avant de voir ces réseaux atteindre un niveau de pénétration identique à celui des téléphones portables, un certain nombre de problématiques doivent être résolues. Ajoutées aux limites traditionnelles des réseaux ad-hoc, les contraintes très strictes liées aux caractéristiques matérielles des capteurs, telles que la puissance de calcul, la mémoire et surtout l alimentation en énergie, rendant les algorithmes existants inadaptés. En effet, le déploiement de ces réseaux dans des zones sensibles ou éloignées rend impossible le rechargement ou le remplacement des batteries. Il est donc impératif que les noeuds s auto-configurent afin de maximiser la durée de vie du réseau. Cette configuration inclut les décisions d'activation et la détermination des chemins connectant chaque noeud à la station de base. Pendant qu'une partie des noeuds assurent la réalisation de l'application, les autres se désactivent pour préserver leur énergie. Les noeuds actifs doivent observer une surface aussi large que celle couverte par l'ensemble des noeuds déployés initialement. Afin de pouvoir transmettre leurs données, les noeuds actifs doivent déterminer les chemins les connectant à la station de base. La contrainte d'énergie doit être prise en compte à tous les niveaux : les noeuds les plus épuisés doivent être les plus privilégiés à se désactiver et les chemins doivent les éviter sans pour autant augmenter considérablement les coûts de transmission des données. Ces prises de décisions doivent minimiser le nombre de messages de contrôle vue que la transmission de messages consomme le plus d'énergie. Pour ne pas augmenter les coûts énergétiques de transmission de message, en passant par des chemins trop longs, les chemins déterminés doivent garantir un compromis entre les deux critères antagonistes : coût de transmission et minimum d'énergie. Rare sont les travaux qui considèrent plus d'un critère à la fois et quand c'est le cas ils les combinent en une fonction objective en leur associant des poids statiques. Pour garantir une certaine flexibilité entre ces deux critères, l'algorithme proposé ne leur associe aucun poids. La comparaison des chemins est basée sur le concept de la dominance Pareto. Une priorité de désactivation introduite entre les noeuds voisins permet d'éviter les phases de négociation (nécessitant l'échange de plusieurs messages de contrôle) et ainsi réduire les coûts énergétiques des prises de décision. Cette priorité est basée sur les énergies résiduelles des noeuds. Après le développement de ces algorithmes, vient la phase de validation qui consiste à observer la façon dont les algorithmes proposés permettent de préserver l'énergie des noeuds et ainsi augmenter la durée de vie du réseau. La validation de ces algorithmes s'est faite dans un premier temps à travers des simulations. Cependant, les simulations ne permettent pas d'observer tous les scénarios possibles par lesquels le système peut passer au cours de son évolution. Afin de palier ce problème, une validation plus exhaustive a été réalisée, dans un deuxième temps, en se basant sur un nouveau modèle de réseaux de Petri de haut niveau (RdPHN). Ce modèle est hiérarchique, global et générique. Étant hiérarchique le modèle permet d'inclure différents niveaux d'abstraction. Il est global car il intègre le comportement de tous les composants constituant le réseau de capteurs : noeuds et stations de base. Ainsi, le modèle RdPHN développé permet de valider le comportement global du réseau et non le comportement de protocoles particuliers comme c'est le cas de la plupart des travaux existants. Ce modèle est générique puisqu'il est indépendant des spécificités des composants du réseau. Le modèle retenu intègre une modélisation de la consommation d'énergie. Ceci rend possible la validation de différents critères relatifs à cette consommation comme la durée de vie pire cas (qui ne peut pas être obtenue à travers les simulations). Le modèle inclut aussi une image de l'environnement comme il est perçu par les noeuds, ce qui n'est pas le cas des modèles existants. Cette image permet d'interfacer le modèle proposé avec tout autre modèle représentant le comportement de l'environnement.
Because of their miniature size, the sensors are highly constrained on energy. The deployment of these networks in remote or sensitive areas makes impossible the recharge or the replacement of the batteries. It is therefore imperative that the nodes configure them-self to maximize the lifetime of the network. This configuration includes the decisions of activation and the determination of the paths connecting each node to the base station. While part of the nodes ensures the achievement of the application, others are deactivated to conserve their energy. The active nodes must covert an area as wide as that covered by the set of initially deployed nodes. To maximize the lifetime of the network, which is a function of the node's energy, the premature loss of a subset of highly used nodes must be avoided. Consequently, the proposed algorithms are based on energy criteria. The nodes having a minimum energy are more privileged to be deactivated and the determiner paths must avoid them. The determined paths seek a compromise between two conflicting criteria: cost of transmission and minimum energy belonging to the path. No weight is associated with these criteria. The comparison of the paths is based on the concept of Pareto dominance. A deactivation priority, introduced between neighboring nodes, avoids the phases of negotiation and thus reduced energy costs for decision making. Validation of these algorithms was initially done through simulations. In a second step, a more comprehensive validation was performed based on a new model of high level Petri nets (RdPHN). This model is hierarchical, global and generic. The hierarchical model includes different levels of abstraction. It is global as it incorporates the behavior of various components forming the sensor network: nodes and base stations. Thus, it validates the overall behavior of the network and not the conduct of specific protocols as is the case with most of the existing work. This model is generic because it is independent of the network component's specificity. In addition, the used model incorporates a model of energy consumption. What makes possible the validation of different criteria for this use: as the worst case lifetime (which can not be obtained through simulations). The model also included an image of the environment as it is perceived by the nodes. This image can interface the proposed model with other models representing the behavior of the environment.
Mot(s) clés libre(s) : Télécommunication, Réseau de télécommunication, Réseau de capteur, Réseau sans fil, Alimentation en énergie, Autoconfiguration des noeuds, Configuration, Optimisation énergie routage, Couverture, Décision activation, Modèle comportemental, Réseau de Petri
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Biotteau Ewen. Stratégie multigrille et raffinement automatique en espace à précision contrôlée pour la dynamique transitoire non-linéaire. 2010 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
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Cette thèse propose une stratégie de calcul éléments finis permettant de réduire la durée des simulations éléments finis nonlinéaires faisant intervenir des maillages de dimensions importantes. Outre la stratégie multigrille non-linéaire développée dans ce mémoire pour améliorer la vitesse de convergence du solveur itératif non-linéaire, on propose d'adapter le maillage demanière automatique afin de satisfaire une précision requise par l'utilisateur. Plus précisément, l'erreur de discrétisation est évaluée au moyen d'un indicateur d'erreur dédié à notre stratégie multigrille de calcul. Une stratégie de raffinement automatique est alors mise en place de manière à raffiner hiérarchiquement le maillage éléments finis dans les zones ou le calcul est trop imprécis. Un solveur multigrille localisé, dédié à la gestion des non-linéarités, est alors utilisé afin de déterminer la solution sur ce nouveau maillage. En appliquant cette stratégie de manière récursive, le maillage éléments finis quasi-optimal est construit de manière automatique à moindre coût. Qui plus est, le maillage étant remis en cause à chaque pas de temps, aucune stratégie de déraffinement n'est nécessaire ce qui permet de simplifier le transfert des informations entre les pas de temps. Cette stratégie permet de contrôler et de maîtriser la précision du calcul élément fini tout en réduisant de manière importante les temps de calcul. L'effort de calcul est concentré dans les zones les plus sollicitées de la structure à chaque instant. Des exemples académique permettant de valider le comportement de notre stratégie sont disponibles dans la dernière partie de ce manuscrit.
Mot(s) clés libre(s) : Mécanique, Mécanique des structures, Dynamique non-linéaire, Plasticité, Méthode éléments finis, Maillage, Méthodes multigrille, Adaptation maillage, Raffinement maillage
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Coulon Antoine. Stochasticité de l'expression génique et régulation transcriptionnelle : Modélisation de la dynamique spatiale et temporelle des structures multiprotéiques. 2010 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
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La nature stochastique de l'expression génique est maintenant clairement établie et apparaît comme une composante essentielle de la dynamique cellulaire. Cette variabilité est en partie liée au caractère dynamique des structures multiprotéiques impliquées dans le processus d'expression génique. Nous étudions ici, par la modélisation, comment les interactions entre des molécules au comportement individuel probabiliste peuvent faire naître des dynamiques globales et influencer l'expression génique. Nous nous concentrons plus particulièrement sur deux aspects du processus d'expression. Pour l'étude de son caractère spatialisé au sein d'un noyau cellulaire structuré et dynamique, nous proposons un modèle de simulation mésoscopique"4D" (espace et le temps). Afin d'étudier la dynamique stochastique de la régulation transcriptionnelle, nous proposons un second modèle décrivant les événements d'association/dissociation et de modification de la chromatine en se basant sur l'affinité coopérative/compétitive des molécules et leur potentielle activité enzymatique ou de remodelage. Nous caractérisons alors l'activité du promoteur par des outils de théorie du signal et en reproduisant des mesures expérimentales (ChIP, FRAP, FRET, cytométrie de flux ). Ce modèle démontre que le promoteur peut présenter une dynamique structurée, complexe et multi-échelles (turnover des molécules, périodicités lentes ). Nous montrons enfin comment la confrontation de diverses mesures expérimentales peut renseigner sur la structure du système sous-jacent. Ce modèle apparaît alors comme un cadre théorique général pour l'étude de la dynamique des promoteurs et pour l'interprétation de données expérimentales.
The stochastic nature of gene expression is now clearly established and appears as an essential part of the cellular dynamics. A large part of this variability comes from the dynamics of the multiprotein structures involved in the process of gene expression. Using a modeling approach, we study here how the interactions between molecules which individual behavior is probabilistic can result in global dynamics and can influence the expression level. We focus more precisely on two aspects of the gene expression process. For studying the influence of its spatial context within a structured and dynamic nuclear landscape, we propose a "4D" simulation model (considering space and time). For the investigation of the stochastic dynamics of transcriptional regulation, we propose a second model describing the events of association/dissociation and chromatin modification, based on the combinatorial cooperative/competitive affinity of molecules and their potential enzymatic or remodeling activity. We describe the activity of the promoter with tools from signal theory and by reproducing measures from various experimental techniques (ChIP kinetics, FRAP, FRET, flow cytometry, ). The model reveals that the spontaneous activity of a promoter can be structured, complex and multi-scale (rapid turnover of molecules, slow cyclical behavior, ). Finally, we show how confronting experimental data of various nature can reveal the structure of the underlying system. This model appears as a general theoretical framework for the investigation of promoter dynamics and the interpretation of experimental data.
Mot(s) clés libre(s) : Biosciences, Bioinformatique, Biologie computationnelle, Expression génique, Régulation transcriptionnelle, Structure multi-protéïque, Epigénétique, Corps nucléaire, Chromatine, Promoteur, Code des histones, Modélisation, Chaine de Markov, Bruit, Equation maitresse, Valeur propre
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