9 research outputs found

    Informatique et culture scientifique du numérique

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    National audienceCe document transcrit les MOOC réalisés par le Learning Lab Inria, avec le soutien du Ministère de l’éducation nationale et de la jeunesse, en partenariat avec le projet Class ́Code et l’Université Côte d’Azur.Cette première version reprend et remet en forme les contenus des MOOC, notamment en transcrivant les propos oraux des différents intervenants issus des supports multimédias, et en adaptant les contenus à un média textuel. Les apports supplémentaires concernent modestement la partie surles logiciels libres et celle sur le son et la musique. En l’état, il manque encore un chapitre sur les implications et applications de l’informatique (bioinformatique, médecine, arts, etc.) et un autre sur l’architecture des ordinateurs et des réseaux. Cependant, le taux de recouvrement n’est pas nul car ces sujets sont également abordés dans d’autres sections du manuel. Toutefois, le manuel reste exploitable comme tel et sera enrichi et amélioré dans des versions suivantes

    La rupture socio-économique et écologique au Centre-Est agro-sylvopastoral sénégalais au vingtième siècle

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    Au Centre-Est agro-sylvopastoral sénégalais, comme partout au Sahel sud en particulier, la mise en place du système économique capitaliste colonial au XXe siècle a entraîné la connexion des systèmes de production à l'économie internationale, et des migrations sans précédent de cultivateurs, d 'éleveurs, et de producteurs forestiers. Parallèlement à ces processus socioéconomiques et territoriaux, et dans un contexte de forte activité solaire, les sécheresses se sont paradoxalement accentuées au Centre-Est sénégalais. Pour comprendre les enjeux socioéconomiques et écologiques associés à ces processus, l'hypothèse suivante a été avancée: du fait de la mise en place du système économique capitaliste au XXe siècle, le Centre-Est sénégalais a été affecté par une rupture socio-économique qui a entraîné celle des systèmes écologiques. Pour vérifier cette hypothèse, une analyse diachronique basée sur une approche systémique, et sur des enquêtes socio-économiques, l'analyse de discours, des relevés biogéographiques, la photointerprétation, la télédétection, la cartographie, et l'analyse statistique, a été réalisée. Les résultats montrent que, sous l'effet du système colonial, les structures socio-économiques se sont morcelées au XXe siècle. Du fait de la logique capitaliste de croissance continue de la production, la perception révérencieuse de la nature, et les lnéthodes et techniques d' exploitation qui permettaient la régénération écologique, sont devenues destructives des systèmes écologiques au XXe siècle. Ces derniers n'ont pas connu de perturbations majeures et durables avant le XXe siècle, et semblent avoir été contrôlés principalement par l'activité solaire. Cependant au XXe siècle, des indicateurs de dégradation du couvert végétal, des sols notamment sont apparus au Centre-Est sénégalais. En même temps, le climat s'y est réchauffé, et s'y est paradoxalement asséché. Ce réchauffement s'oppose également, dans la région d'étude, à l'affaiblissement du rayonnement solaire, qui tranche aussi avec le contexte de forte activité solaire. Le Centre-Est sénégalais est ainsi affecté par une rupture socio-économique et écologique au XXe siècle. L'échec de la connexion de l'économie locale au capitalisme explique l'incompatibilité entre systèmes-socio-économiques et la nécessité d'assurer la durabilité des ressources naturelles

    Caractérisation des détecteurs infrarouges de la mission spatiale Euclid.: Etude des performances des détecteurs infrarouges H2RG.

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    The Euclid space mission aims to provide answers about the nature of the accelerating expansion of the Universe. To determine the properties of this acceleration, the Euclid space mission will conduct a survey of galaxies on a field of 15,000 deg² field of view. Each field will be studied through imaging (VIS instrument) and spectroscopy (NISP instrument) that requires control of instrumental errors, and particularly the detection system. The study made for the thesis can be summarized in several stages: the first is to assess the performance of NISP starting from the definition of the signal to noise ratio and to derive specifications on the detection system. The second is the study of the need for characterization of the detection system of the instrument, the H2RG infrared detectors. From this study, we show the performance of a detector on a dedicated test bench. The third step is the study of the detection of cosmic rays in flight as well as the realization of a tool to isolate the pixels affected using ground data processing. After evaluating the performance of the algorithm, we will show the results of the data analysis. The last part is the study of the persistence effect affecting H2RG detectors: from the impact of the signal on the observations of NISP, we will define the necessary measures for this purpose. We will describe the data acquisition campaign, accompanied by the analysis and physical interpretation of persistence. These analyzes helped to understand the issues of the persistence effect and were used to develop a model of the effect to quantitatively estimate the impact on the Euclid mission.La mission spatiale Euclid a pour but d'apporter des réponses quant à la nature de l'accélération de l'expansion de l'Univers. Afin de déterminer les propriétés de cette accélération, la mission spatiale Euclid va effectuer un relevé de galaxies sur 15 000 deg² de champ en imagerie (instrument VIS) et en spectroscopie (instrument NISP) qui requiert un contrôle des précisions instrumentales, notamment sur le système de détection. L'étude faite pendant la thèse se résume en plusieurs étapes: la première étant d'évaluer les performances du NISP à partir de la définition du rapport signal sur bruit et d'en tirer des spécifications sur le système de détection. La seconde consiste en l'étude du besoin de la caractérisation du système de détection de l'instrument, les détecteurs H2RG. À partir de cette étude, on montrera les performances d'un détecteur sur un banc de test. La troisième étape consiste en l'étude de la détection de rayons cosmiques en vol ainsi que la réalisation d'un outil pour isoler les pixels impactés lors du traitement de données au sol. Après avoir évalué les performances de l'algorithme, on montrera les résultats de l'analyse de données. La dernière partie est l'étude de l'effet de persistance affectant les détecteurs H2RG: à partir de l'impact de ce signal sur les observations du NISP, on définira le besoin de mesures de cet effet. On décrira la campagne de prise de données, accompagnée de leur analyse et de l'interprétation physique de la persistance. Ces analyses permettant de comprendre les problématiques de l'effet de persistance et ont servi à l'élaboration d'une modélisation de cet effet pour estimer quantitativement l'impact sur la mission Euclid

    Caractérisation de la compacité du ballast ferroviaire par méthodes sismiques

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    Railways, most of them built for over one hundred years, are old structures. They require increasing maintenance, a major technical and economic challenge for the coming years. Until the opening of markets to competition, the implementation of new railroads was empirically controlled by SNCF. Because of the application of the European directive 91/440/10, the historical operator turns from a goal of means to a goal of results. This calls for non-destructive highly efficient auscultation methods to check the right compaction of the ballast. However, existing methods for obtain ballast compaction assessment during implementation stage are surface-limited and difficult to apply; they do not respond to the issue of the doubling of track maintenance. Thus the study of the propagation waves in the ballast is an alternative to these methods and may allow to answer these requirements. The ballast is a discontinuous medium, complex for the understanding of waves, as they propagate in a force link. Modelling ballast is especially difficult because of the large size of its components and because it should be treated as a discrete environment, not following the elastic mechanics of continuous media. Given the difficulty to model this discrete layer, it is necessary to undertake the problem with experimentation. The aim of this thesis is to focus on the use of the propagation of vibration waves in the railroad structure. This work is organized as follows : the first chapter details the structure of the railroad and the ballast as a granular material, and the existing assessment methods for railroad. The second chapter describes the different types of vibration waves that propagate, first, in an elastic homogeneous medium, second in the ballast, and presents the answer of ballast through the answer of the sleeper. The two previous chapters, derived from the state of the art, allow to define in chapter three the experiments implemented as part of this work on a full scale railroad structure : realization, instrumentation, results. This chapter especially endeavours to describe the waves celerity, their damping in ballast and the measured dispersion curves. Finally, the propagation of a vibration wave in the ballast is studied in chapter four and a numerical simulation, compares with a disctete model and a continuous model with experimental resultsLes voies ferrées, construites pour la plupart depuis plus d'une centaine d'années, sont des ouvrages vieillissants. Elles nécessitent une maintenance et un entretien accrus, ce qui constitue un enjeu technique et économique majeur pour les années à venir. Jusqu'à l'ouverture des marchés à la concurrence, la mise en œuvre des voies nouvelles était vérifiée empiriquement par la SNCF. Du fait de la mise en œuvre de la directive européenne 91/440/10, l'exploitant historique se tourne d'un objectif de moyen vers un objectif de résultat. Cela nécessite donc de disposer de méthodes d'auscultation non destructives, permettant de vérifier que le compactage du ballast est correctement réalisé, avant de faire circuler le trafic voyageurs, en vue de garantir un niveau de sécurité élevé. Cette première approche pourrait être poursuivie pour assurer une auscultation à grand rendement. Cependant, les méthodes existantes permettant d'obtenir l'état de compactage du ballast à la mise en œuvre sont ponctuelles et difficiles à mettre en place; elles ne répondent pas à la problématique de doublement de la maintenance des voies des prochaines années. L'étude de la propagation d'ondes vibratoires dans le ballast est une alternative à ces méthodes qui peut permettre de répondre à ces contraintes. Le ballast est un milieu discontinu complexe pour la compréhension des ondes car elles se propagent dans un chaînon de force. Il présente une grande difficulté dans la modélisation du fait de la taille élevée des éléments et doit être traité comme un milieu discret ne répondant pas à une mécanique élastique de milieu continu. Étant donné la difficulté de modéliser cette couche discrète, il convient de traiter le problème par l'expérimentation. L'objectif de cette thèse est donc d'orienter la recherche vers l'utilisation de la propagation des ondes vibratoires dans la structure de la voie. Ce mémoire est organisé comme suit :- un premier chapitre détaille la structure de la voie ferrée et le matériau granulaire qu'est le ballast, ainsi que les méthodes de diagnostic des voies ferrées existantes.- le deuxième chapitre décrit les différents types d'ondes vibratoires se propageant dans un milieu élastique homogène, puis dans le ballast, et étudie la réponse du ballast à travers celle de la traverse ferroviaire.- Ces deux chapitres, issus de l'état de l'art, permettent de définir dans le chapitre trois les expérimentations réalisées dans le cadre de ce travail sur une structure ferroviaire en vraie grandeur : mise en œuvre, instrumentation, résultats. Ce chapitre s'attache particulièrement à décrire la vitesse des ondes et leur amortissement dans le ballast, les courbes de dispersion mesurées.- Enfin, la propagation d'une onde vibratoire dans le ballast est étudiée dans le chapitre quatre par le biais d'une simulation numérique, avec la comparaison de deux modélisations discrète et continue avec l'expérimentatio

    Etude du noircissement dans les fibres optiques dopées Ytterbium : interaction entre photo -et radio-noircissement

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    This thesis deals with the degradation induced by the pump (photodarkening, PN) andionizing radiations (radiodarkening, RN) in ytterbium-doped optical fiber (YDF) usedin harsh environments. Through original experimental characterizations and modeling,it analyses the interplay between PN and RN and reveals important and novel propertiesof the radiation resistance of pumped YDF. The first part investigates induced defects(color centers) together with their creation/recovery mechanisms. It used a set ofpost-irradiation characterizations (ESR, RIA, TSL) conducted on preform samples andbenefited from their original correlation (thermal recovery protocols coupling TSL andRIA). A systematic study as a function of composition reveals the influence of co-dopants(Al, Ce) on the trapping of carrier freed during ionization processes. The second partexamines the darkening build-up under the simultaneous action of the pump and an ionizingirradiation. By using a measurement bench that allowed us to follow the real-time“on line” degradation of fiber samples, we showed that photo- and radio-darkening botharise from the same color centers that can be bleached by the pump. On the basis ofthis finding and of the preceding identified mechanisms, we propose a local physical modelof the photo-radio-induced darkening. The latter is thoroughly validated by furthersuccessful comparisons of simulated degradation with a wide variety of “on line” originalobservations. Then, we notably demonstrate that for dose rates lying below a critical value(explicited by our theory), the degradation of pumped and irradiated YDF never exceedsthe photo-darkening level.Cette thèse traite des dégradations induites par la pompe (photo-noircissement) et lesradiations ionisantes externes (radio-noircissement) dans les fibres optiques en silice dopéesytterbium (FDY) utilisées en environnement sévère. Au travers de caractérisationsexpérimentales et de modélisations inédites, elle analyse leur interaction et en tire lesconséquences quant à la tenue des FDY aux radiations sous pompe. La première partieporte sur l’identification des défauts induits (centres colorés) et leurs mécanismes de formation/guérison. Elle s’appuie sur un ensemble de caractérisations post-irradiation (RPE,ARI, TL) réalisées sur des échantillons de préformes et sur leur corrélation originale (guérisonthermique, couplage TL et ARI). L’étude systématique en fonction de la compositionmet en évidence l’influence des co-dopants (Al, Ce) sur la capture des charges libéréeslors des processus d’ionisation. La seconde partie analyse le noircissement se développantsous l’effet simultané de la pompe et de l’irradiation ionisante. A partir d’un banc demesures autorisant le suivi de la dégradation en temps réel, nous montrons que photoetradio-noircissements résultent des mêmes centres colorés blanchis par la pompe. Cerésultat, ajouté aux mécanismes préalablement identifiés, permet de proposer un modèlephysique local de la dégradation photo-radio-induite. La confrontation des simulations issuesde ce modèle à une large variété d’observations originales faites « en ligne » conduità sa validation. Il est ainsi démontré que, pour des débits de dose inférieurs à une valeurcritique, la dégradation des FDY pompées et irradiées ne peut excéder leur niveau dephoto-noircissement

    Étude du nuage de particules éjectées sous choc : apports de la Vélocimétrie Hétérodyne

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    A metal plate subjected to a shock (tin, 10 GPa) undergoes a variety of damages such as spalling or the ejection of a cloud of particles. Two main mechanisms govern the formation of this cloud: the micro-jetting and the melting under shock. Photonic Doppler Velocimetry (PDV, a.k.a. LDV or het-V) is a multi-velocity time-resolved diagnostic. Developed from 2000s, the all-fibered conception makes its integration easy into shock experiments. The purpose of the thesis is to describe the contributions of PDV systems for high-velocity (several km/s) particle-cloud characterization, including micro-jetting cloud.This document presents a state of the art of shock generators, diagnostics and (numerical and experimental) studies involved in metallic micro-machined jetting. An extensive study of a PDV system is proposed. It leads to the definition of time-velocity spectrogram, evaluated in units of collected power, and a detectivity limit. Thanks to photon diffusion models, a threshold in the diameter of the measured particle is estimated. A PDV spectrogram simulation program is shown within the framework of particle clouds. Finally, several experimental campaigns are exposed. They emphasize the remarkable capacities of the system; results are compared to simulations. Diameter distributions are inferred using slowing down in air or in other gazes. Some radiometric analyses are also performed.Une plaque métallique soumise à un choc (étain, quelques 10 GPa) se met en mouvement et subit divers endommagements comme l'écaillage ou l'éjection d'un nuage de particules. Deux principaux mécanismes sont à l'origine de ce nuage : la micro-éjection et le passage en fusion. La Vélocimétrie Hétérodyne (VH) est un diagnostic de mesure multi-vitesses résolue en temps. Son développement a été rendu possible dans les années 2000 ; sa conception, entièrement fibrée, permet une intégration aisée aux expériences de physique des chocs. L'objet de ce mémoire de doctorat est de qualifier les apports de la VH pour la caractérisation des nuages de particules hautement véloces (plusieurs km/s), notamment de ceux issus de la micro-éjection.Ce document propose un état de l'art des générateurs de choc, des diagnostics et des études (numériques ou expérimentales), associé à la physique de la micro-éjection métallique par des micro-stries. Une étude poussée du diagnostic VH est proposée. Elle conduit à la définition d'un spectrogramme temps-vitesse en unité de puissance collectée ainsi qu'une limite de détectivité du dispositif. Grâce à des modèles basés sur la physique de la diffusion, une limite en termes de diamètre de particules observables est annoncée. Un programme de simulation de spectrogramme VH est présenté dans le cadre des études de nuage. Enfin, plusieurs campagnes expérimentales sont exposées. Elles soulignent les capacités remarquables du moyen ; les résultats sont comparés aux simulations. La distribution en diamètre de particules a pu être inférée grâce au freinage imposé par le gaz ambiant ou d'autres gaz. Des analyses radiométriques sont également proposées

    Système d'annulation d'écho pour répéteur iso-fréquence : contribution à l'élaboration d'un répéteur numérique de nouvelle génération

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    On-frequency repeaters are a cost-effective solution to extend coverage and enhance wireless communications, especially in shadow areas. However, coupling between the receiving antenna and the transmitting antenna, called radio frequency echo, increases modulation errors and creates oscillations in the system when the echo power is high. According to the communication standards, extremely weak echoes decrease the transmission rate, while strong echoes damage electroni ccircuits because of power peaks. This thesis aims at characterizing the echo phenomenon under different modulations, and proposing an optimized solution directly integrated to industry. We have turned to digital solutions especially the adaptive because of their high convergence rate and their simplicity to be implemented. The programmable circuits are chosen for their attractive price and their flexibility. When implementing echo cancellation solution, we proposed several reliable solutions, showing that digital processing is much more beneficial. For this reason, digital solutions are generalized, and the new generation of repeaters is fully digital.Le déploiement des répéteurs iso-fréquence est une solution économique pour étendre la couverture d’un émetteur principal aux zones d’ombre. Cependant, ce mode de déploiement fait apparaître le phénomène des échos radio-fréquence entre antennes d’émission et de réception du répéteur. Selon les standards, un écho aussi faible soit-il réduit le débit de la liaison radio, tandis qu’un écho fort fait courir au répéteur le risque d’endommager ses circuits électroniques, ces risques sont dûs aux ondulations de puissance créées par les échos. L’objectif de cette thèse à caractère industriel est d’étudier ce phénomène naturel en considérant des signaux provenant de différents standards des télécommunications. Cette étude permet une caractérisation des échos radio-fréquence pour mieux s’orienter vers une solution optimisée et industriellement réalisable.Nous nous sommes orientés vers la solution du traitement du signal avancé en favorisant le filtrage adaptatif pour sa rapidité de convergence et sa simplicité relative d’implantation matérielle. Les circuits reconfigurables sont retenus pour leur prix et leur souplesse. L’implantation des solutions est effectuée en virgule fixe afin de satisfaire les exigences de réactivité. Durant la mise en oeuvre de la solution anti-écho, nous avons proposé une multitude de solutions numériques souples et fiables. À partir de ce constat, notre partenaire industriel a décidé de généraliser ce mode de traitement par le développement, la fabrication et la commercialisation de répéteurs de nouvelle génération entièrement numériques

    Conception et caractérisation d'un magnétoplasma produit par une onde de surface pour la pulvérisation d'échantillons solides

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    Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal

    Microbolomètres supraconducteurs YBCO suspendus<br />réalisés par micro-usinage du substrat de silicium

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    We demonstrated the feasibility of both sensitive and relatively fast YBaCuOsuspended bolometers by silicon micromachining. This work includes a technological partwhere three fabrication sequences are described and a characterisation part. The YBaCuOfilms on CeO2 / YSZ-buffered silicon are c axis textured and show only one epitaxial in-planeorientation. Their critical temperature Tc (zero resistance) is 88 K and their critical currentdensity is above 106 A / cm2 at 77 K. The reactive ionic etching (RIE) of silicon substratesenabled to fabricate a large number of samples and to confirm our calculations by comparisonwith the measurements. The technique of fabrication based on SIMOX substrates did notdegrade the YBaCuO superconducting properties and was found to be very promising fordetection. At last, we defined a meander line, constituted by seventeen 4 µm wide tracks andfabricated by RIE. The performances of this detector of 100 ´ 100 µm2 area, measured at 85 Kin the wavelength range 3-5 µm, are among the best reported results:Sensitivity (3-5 µm) = 11950 V / W.Thermal response time t = 564 µs.Optical NEP = 4,0 10-12 W Hz-1/2Detectivity D* = 2,5 109 cm Hz-1/2 / WNous avons démontré la faisabilité de bolomètres suspendus YBaCuO sensibles etrelativement rapides par micro-usinage du substrat de silicium. Ce travail comprend une partietechnologique décrivant trois techniques de fabrication de structures suspendues YBaCuO etune partie de caractérisation. Les films d'YBaCuO obtenus sur silicium avec une doublecouche tampon CeO2 / YSZ sont texturés dans la direction c et ne possèdent qu'une seuleorientation dans le plan. Leur température critique mesurée à résistance nulle vaut 88 K, etleur densité de courant critique dépasse 106 A / cm2 à 77 K. La gravure ionique réactive (GIR)du substrat de silicium nous a permis de réaliser un grand nombre d'échantillons et de validerainsi nos calculs par confrontation avec les mesures. La technique de fabrication utilisant unsubstrat SIMOX s'est révélée très peu dégradante pour l'YBaCuO et très prometteuse pour ladétection. Enfin, nous avons défini un méandre constitué de 17 brins de largeur de piste 4 µm,et fabriqué par GIR. Les performances de ce détecteur de surface 100 * 100 µm2, mesurées à85 K dans la gamme de longueur d'onde 3-5 µm, sont au niveau des meilleures publiées:Sensibilité (3-5 µm) = 11950 V / WTemps de réponse t = 564 µsNEP optique = 4,0 10-12 W Hz-1/2Détectivité D* = 2,5 109 cm Hz-1/2 /
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