Liste des Thèses de doctorat
Approche d’analyse et de traitement des signaux ultrasonores dans la détection et la classification des défauts
Les travaux de recherche menés, concernent le développement des méthodes de traitement du signal pour le contrôle non destructif des matériaux à fort bruit de structure, l’objet des travaux consiste à caractériser et à localiser le bruit de structure d’un aciers austénitique avec ou sans soudure, présentant ou non des défauts en utilisant des méthodes de traitement du signal basées sur les représentations temps - échelle (transformée en ondelettes continues et discrètes). Une approche complémentaire a été appliquée, dont le but est de fournir une information quantitative permettant d'interpréter chaque motif du plan temps - échelle, qu'il soit associé à du bruit de structure ou à des défauts. Pour ce faire, un test d'hypothèse a été réalisé. Il s'agit de tester la formulation « le motif correspond à un bruit de structure » contre « le motif est révélateur d'autre chose - comme par exemple la signature d'un défaut ». Voir les détails
Mots clés : traitement du signal, ondelette, cnd, ultrasons, bruit de structure
Utilisation des méthodes variationnelles et des équations d’évolution en traitement d’images
On assiste depuis quelques temps à un regain d’intérêt pour un certain nombre de problèmes liés au domaine du traitement des images et ceci pour plusieurs raisons dont principalement une demande accrue au niveau des applications pour des algorithmes efficaces et performants d’amélioration, de restauration, d’analyse multiéchelle,.. et l’émergence d’une méthodologie nouvelle pour résoudre ces problèmes, méthodologie qui permet de les traiter à partir d’une base mathématique solide, celle des Equations aux Dérivées Partielles, en abrégé EDP. Cet outil permet de traiter aisément de nombreux problèmes dont certains sont exprimés sous forme variationnelle, d’aborder des problèmes non-linéaires, d’obtenir dans de nombreux cas des résultats d’existence et d’unicité de solution. Les approches traditionnelles développées en restauration d’images bruitées incluent souvent des opérations de lissage effectuées dans le domaine spatial ou spectral. La forme de l’opérateur de lissage est généralement déterminée en fonction des critères à minimiser et des connaissances à priori que l’on peut avoir sur le problème à résoudre. Les premières approches développées dans le cadre de la restauration ont été des approches basées sur des critères d’optimalité aux moindres carrés (filtrage de Wiener) avec l’application de méthodes algébriques pour la recherche de solutions. Des méthodes de minimisation de critères quadratiques linéaires avec contraintes ont été aussi proposées, et on peut aussi citer les méthodes dites du MAP (maximum a posteriori). Toutefois les limites de ces approches furent très rapidement atteintes à cause des effets d’oscillations observés sur les résultats, et de la dégradation des résultats observés près des discontinuités. Du fait que le problème peut être mal posé, des techniques déterministes ou stochastique ont alors été proposées et développées afin de le régulariser. Ceci a eu pour conséquence l’apparition de nouvelles approches formulant le problème de la restauration d’images bruitées comme un problème de régularisation. De plus, la plupart des modèles de détection et de reconnaissance des formes impliquent la connaissance, a priori, de la topologie de l'objet ou encore le nombre d'objets présents dans l'image. Une nouvelle formulation du problème d'évolution du contour, par ensemble de niveaux, a permis d’apporter une solution à ces problèmes. Les ensembles de niveaux (level sets) sont des représentations variationnelles des contours qui conduisent donc à des solutions qui évoluent au cours du temps dans l’image, régies par un critère global. Ces modèles ont cependant le mérite remarquable de pouvoir changer de topologie si les contours l’imposent : par exemple un contour simple peut évoluer en deux contours séparés, ou à l’inverse, deux contours séparés peuvent se réunir en un seul contour. Cela est rendu possible par l’utilisation de fonctions d’une dimension supérieure à celle des contours recherchés (si l’on cherche des lignes de contours, on introduira pour inconnue une surface de R3 , si on cherche des surfaces dans R3 ,on introduit des volumes de R4). Le contour est alors défini comme l’ensemble de niveau zéro (level sets) de cette fonction. Les premières parties de ce travail seront consacrées à la présentation d’un certain nombre d’approches combinant les Equations aux Dérivées Partielles et les idées de diffusion isotrope, anisotrope et de filtres de chocs ; on utilisera ensuite une approche variationnelle pour segmenter et restaurer des images bruitées. La simulation portera sur des images médicales ainsi que sur des images radiographiques montrant des défauts de soudure. Voir les détails
Mots clés : segmentation d’images, restauration d’images, régularisation, approche variationnelle
Etude et simulation des cellules photovoltaïques à rendement élevé.
Malgré les nombreux travaux effectués par les chercheurs dans le domaine des énergies renouvelables et plus précisément le domaine de l’énergie solaire, le rendement des cellules photovoltaïques reste encore faible et cela, à cause de l’utilisation du Silicium dans la fabrication des panneaux photovoltaïques. Ce travail à pour objectif étude des propriétés optiques de certains alliages semi-conducteurs en utilisant des méthodes du premier principe telles que la FP-LAPW, FP-LMTO, Pseudopotentiel incorporées dans des codes tels que Wien2K, CASTEP et SIESTA afin d’élaborer de nouvelles cellules solaires multijonctions (multicouches) de rendement élevé. Voir les détails
Mots clés : Alliage Semi-conducteur, rendement, indice de réfraction, Coefficient d’absorption, Cellule photovoltaïque, DFT
Etude de quelques modèles pour le calcul des densités énergétiques des sites d'adsorption en utilisant la chromatographie gazeuse inverse
Résume :L'application de la Chromatographie Gazeuse Inverse (CGI) pour la détermination des grandeurs physico-chimiques qui caractérisent l'interaction entre une molécule sonde et unsupport chromatographique est déjà ancienne puisque les premiers travaux remontent aux années quarante. Les nombreuses possibilités offertes par cette méthode sont décrites dans plusieurs ouvrages. On se propose dans ce travail d'explorer quelques modèles d'adsorption locales,à savoir l’isotherme d’adsorption de Langmuir générale et de Sips pour calculer la densité énergétique des sites d'adsorption.Pour ce faire on s'appuie surdes méthodes analytiques et numériques. Une des méthodes analytiques utilise la notion de transformée de Stieltjes, alors que la méthode numérique est basée sur la discrétisation de l’équation intégrale en un système d’équations algébriques. Voir les détails
Mots clés : adsorption, isotherme d'adsorption, Energie, équation d'intégrale
Contribution à la modélisation dynamique d’un robot flexible bionique
Dans cette thèse, nous abordons un thème en robotique très intéressant et d’actualité en se sens où il concerne une étude sur la modélisation dynamique d’un robot flexible bionique en utilisant de nouveaux algorithmes. La présence d’élasticité, la disposition des actionneurs et les liens flexibles à une grande influence sur la dynamique du robot. La position de l’axe de l’actionneur dans ce cas est différente de celle de la structure du robot classique, le nombre de degrés de liberté à contrôler est ainsi multiplié par rapport au cas des robots rigides. Cette différence peut être modélisée de manière simplifiée en introduisant la rigidité du système régie par les lois de la mécanique des milieux continus. Voir les détails
Mots clés : robot flexible, modélisation, robot redondant, dynamique
Simulation des propriétés électrique d'une jonction à base de GaN. Application aux détecteurs de rayonnement
Le GaN est un matériau semiconducteur à large bande interdite dont les très bonnes caractéristiques électriques et thermiques en fond un candidat idéale pour la fabrication de composants dans le domaine de la puissance et des détecteurs de rayonnement. Les travaux menée durant ces dernières années sont en vue de la conception de détecteur de particule, plus résistant aux radiations. Dans la continuité, ce projet traite les propriétés électriques d'une jonction a base de GaN utilisée comme détecteur de rayonnement en vue de suggérer un composant plus résistant que le Si et le GaAs. L'étude de ce projet est la simulation des caractéristiques I-V , C-V et l'efficacité de collection de charge d'une jonction a base de GaN sans et sous radiations par le développement d'un code de calcul. Ensuite, une étape de simulation de tel jonction est prévue sur le logiciel SILVACO en vue de comparer ces résultats avec des résultats expérimentaux existant. Voir les détails
Mots clés : Radiation hardness, Radiation detection, Detector, Traps, GaN
Modélisation et commande d’une chaine de conversion d’énergie renouvelable
Ce travail consiste en la modélisation, la commande, la régulation et la simulation d’une chaine de conversion d’énergie. Nous étudions le fonctionnement de la machine électrique en génératrice à vitesse variable intégrant une commande vectorielle en puissance. Il sera suivi par une étude des performances des stratégies de régulations dans un environnement correspondant au comportement de la chaîne dans les zones de fonctionnement possibles. Voir les détails
Mots clés : énergie renouvelable, modélisation, Commande, contrôle, performances, conversion
Résolution des équations différentielles d’état d’ordre fractionnaire
Les systèmes linéaires d'ordre fractionnaire sont des systèmes dynamiques linéaires représentés par des équations différentielles linéaires d’ordre fractionnaire dont les ordres de leurs dérivées sont des nombres réels. L’équation d’état différentielle linéaire fondamentale d’ordre fractionnaire est définie par : , pour 0 < m < 1 L’objectif principal de ce travail est de contribuer à la résolution de cet équation d’état d’ordre fractionnaire pour tous les cas de figure des valeurs propres de la matrice A. Une technique de résolution des équations différentielles linéaires d’ordre fractionnaire commensurable basée sur le théorème de Cayley-Hamilton et le calcul des fonctions de matrices carrées a été introduite. Les solutions de ces équations ont été dérivées pour le cas où les valeurs propres de la matrice A sont réelles simples et multiples uniquement, et aux valeurs propres complexes pures. Les résultats théoriques et de simulations obtenus ont été très satisfaisants. Une comparaison avec une autre méthode basée sur une certaine fonction dite fonction de Mittag-Leffler a été faite. Extension de la technique de résolution adoptée aux valeurs propres complexes avec parties réelles non nulles de la matrice d’état A. Voir les détails
Mots clés : théorème du Cayley–Hamilton, valeurs propres complexes, équation différentielle d’ordre fractionnaire, fonctions fondamentales, fonction rationnelle, représentation des équations d’état
Contribution à l’amélioration des performances des systèmes de transmission numériques
La croissance d’intégration permet la réalisation de circuits numériques aux fonctionnalités de plus en plus complexes et de plus en plus flexibles. Aujourd’hui, les concepteurs peuvent implanter un circuit numérique complet sur une seule et même puce, c’est ce qu’on appelle le système sur puce ou SoC (System on Chip). L’augmentation de la complexité des systèmes embarqués, notamment dans le domaine des télécommunications, la réduction des temps de mise sur le marché (Time-to-Market), les besoins de flexibilité et de bande passante sont des facteurs nécessitant, non seulement de trouver une solution, mais aussi d’adopter une méthodologie de conception adéquaté… Le travail de recherche consiste à apporter une contribution à l’amélioration des performances des systèmes de transmission numériques. Comme application, le candidat aura à concevoir un codeur/décodeur pour des systèmes à base de turbo-communication (égalisation, modulation, détection multiutilisateurs). Voir les détails
Mots clés : transmission, encodeur/décodeur, turbo communication, système sur puce
Application d’un onduleur multi-niveau a la compensation de la puissance réactive
L’industrie de l’énergie électrique et de plus en plus confrontée à des problèmes liés à de nouvelles contraintes qui touchent différents aspects de la production, du transport et de la distribution de l’énergie.Les éléments FACTS (Flexible Alternative current Transmission Systems) apportent des solutions nouvelles pour faire faces à ces contraintes.Les convertisseurs à niveaux multiples sont une nouvelle génération de convertisseurs qui prend sa place dans le domaine de la haute tension. Les facteurs hauts qui les caractérisent sont surtout une meilleure tenue en tension et les forme d’ondes en comparaison avec les structures traditionnelles englobent. C’est dans le but d’exploiter les avantages des convertisseurs multi-niveaux pour la compensation de la puissance réactive dans les réseaux électriques que ce travail de recherche s’insert. Voir les détails
Mots clés : puissance réactive, FACTS, STATCOM, Onduleur de tension