Application of electromagnetic topology modeling low-voltage power grid (statistical study conducted disturbances)

Privacy and resilience are two main challenges in information security for a critical infrastructure. The susceptibility of equipment to intentional electromagnetic interferences and the potential correlation between the noise generated by information systems and the information they process introduces a risk for the security and the safety of sensitive facilities. During the last decade, the use of electronic systems in critical applications has grown quickly. The low-voltage power network has become a particular case for the safety and the security since it connects all grid-powered devices in the facility. Moreover it provides a significant coupling and propagating area for electromagnetic interferences. The study of such systems requires an accurate knowledge of their characteristic parameters to describe them as realistically as possible so that we can assess their vulnerability. In this context, the electromagnetic topology is used to model the low-voltage distribution network. Using a statistical approach, the analysis aims at estimating the probability density function of compromising electromagnetic signals of high magnitudes which can propagate along the power cables outside the secured area. In electromagnetic compatibility studies, uncertainty and variability of physical quantities are generally modeled thanks to gaussian distributions. This implicitly restricts the analysis to the mean contributions of the observables. Conclusions deduced from such an analysis may be unsuitable for assessing the real risk. The purpose of this study is to show that the specification of protections related to electromagnetic interference, can be improved by modelling precisely the tails of distributions by the extreme value theory.Les thèmes de la confidentialité et de la résilience sont deux enjeux majeurs dans la protection de l'information au sein d'une infrastructure critique. La susceptibilité des équipements vis-à-vis des interférences électromagnétiques intentionnelles ainsi que la corrélation potentielle entre le bruit généré par un système électronique et les informations traitées par celui-ci induisent un risque extrêmement fort pour la sécurité de l'information. Ces dernières années l'utilisation de systèmes électroniques, dans le cadre d'applications critiques, a connu un essor fulgurant. Le réseau énergétique basse-tension est devenu de fait un cas particulier pour la sécurité et la sûreté de fonctionnement puisqu'il connecte l'ensemble des équipements d'une infrastructure et qu'il propose une zone de couplage non négligeable pour ces interférences. L étude de tels systèmes requiert une connaissance précise de leurs paramètres caractéristiques afin de les décrire par un modèle aussi réaliste que possible de façon à pouvoir en évaluer la vulnérabilité. Dans ce contexte, la topologie électromagnétique est appliquée afin de modéliser le réseau électrique basse-tension, l objectif étant d estimer, par une approche statistique, la probabilité que des signaux électromagnétiques compromettants de fortes amplitudes se propagent hors de la zone de sécurité le long du réseau énergétique. Il s agit donc de déterminer les effets de ces paramètres caractéristiques sur une observable, un courant dans une charge distante, par exemple. Souvent seuls la moyenne et l écart-type de l observable sont calculés, ce qui limite l analyse de ces effets à celle de leurs contributions moyennes. L objet de cette étude est de montrer que les spécifications des moyens de protection, relatives aux interférences électromagnétiques, peuvent être rendues optimales en étudiant de façon précise les queues de distributions par la théorie des valeurs extrêmes.PARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF

Improvements of HF surface wave radars perfomance by compact antenna study and adaptative filtering used to reduced sea clutter

PARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF

Conception d'un outil d'analyse de compatibilité radioélectrique pour évaluer la performance des systèmes "multi formes d'onde"

La Compatibilité RadioÉlectrique (CRE) est le domaine de la compatibilité électromagnétique traitant de tous les problèmes de brouillages non intentionnels entre émetteurs et récepteurs. Dans un contexte où la gestion des interférences devient difficile, s impose le besoin de la conception d un outil CRE adapté aux systèmes actuels avec de nouveaux modèles d équipements et méthode de calcul. Les émetteurs et récepteurs sont modélisés par leur structure électronique RF interne. Le cœur des travaux de la thèse a consisté à concevoir un algorithme, adapté aux systèmes multi formes d onde , prenant en compte les caractéristiques temporelles des signaux et fondé sur la méthode statistique de Monte Carlo. L algorithme a été validé par le cas d étude Bluetooth/WiFi à 2.4 GHz. L ensemble de ces modèles et méthodes est destiné à être intégré à la plate-forme Quercy, permettant de calculer les découplages entre antennes par la méthode de découpage topologique via des surfaces de Huygens.PARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF

Caractérisation d'antennes HF par mesures en champ proche

Après avoir été un peu délaissée pendant les dernières décennies, la bande de fréquences HF (3-30~MHz) connaît aujourd'hui un regain d'intérêt. Initialement réservée aux communications à longue distance, par réflexion des ondes sur l'ionosphère, la bande HF est beaucoup utilisée en radar pour la détection de cibles au-delà de l'horizon radioélectrique. La performance de tels systèmes est conditionnée par la connaissance précise du champ électromagnétique rayonné par les antennes. Les dimensions métriques de ces émetteurs interdisent une mesure directe, in situ, du champ électrique rayonné par l'antenne en zone de champ lointain. Par ailleurs, les modes de propagation, par onde de ciel et par onde de surface, associés aux antennes HF, sont très dépendants de leur environnement. L'objectif est, ici, de définir une méthode de caractérisation d'antennes HF placées au-dessus d'un sol réel, se basant sur une mesure du champ rayonné par la source sur une surface fermée en zone proche. Nous proposons donc deux méthodes de caractérisation d'antenne. La première méthode est issue d'une décomposition modale du champ pour laquelle le sol est pris en compte par la définition d'un coefficient de réflexion. Puis, par le biais d'une expression asymptotique des modes du champ, nous déterminons le champ lointain de l'antenne. La seconde approche utilise une méthode de moments pour déterminer les sources équivalentes modélisant l'antenne sous test. Ces sources équivalentes sont des dipôles électriques élémentaires, verticaux et horizontaux, dont le rayonnement, en champs électrique et magnétique, a été déterminé, de façon analytique, par Peter Bannister. Une méthode de régularisation est associée afin d'extraire, d'une part, une solution physique au problème, et d'autre part, de rendre le système linéaire moins sensible aux bruits de mesureAfter having been neglected in recent decades, the RF frequency band (3-30~MHz) is currently experiencing a revival. Initially reserved for long-distance communication, by reflection of waves on the ionosphere, the HF band is widely used in radar to detect targets beyond the radio horizon. The performances of such systems depend on the precise knowledge of the electromagnetic field radiated by the antenna. Metric dimensions of these transmitters forbid direct in situ measurement of the electric field radiated by the antenna in the far field zone. In addition, modes of propagation, sky wave and surface wave modes, associated with HF antennas are highly dependent on their environment. The objective here is to define a method for characterizing a HF antenna placed above a real ground, based on a near field measurement. We therefore propose two methods to characterize a HF antenna. The first is based on a modal expansion of the near field, for which we take the ground into account by using a reflection coefficient. Then through an asymptotic expansion of the electric field spectrum, we determine the far field of the antenna. The second method uses a method of moments to identify the equivalent sources modelling the antenna under test. Those equivalent sources are elementary vertical and horizontal dipoles, for which radiation has been analytically calculated by Peter Bannister. A regularization method is used to extract, on the one hand, a physical solution, and on the other hand, to make the linear system less sensitive to measurement noisePARIS-BIUSJ-Biologie recherche (751052107) / SudocSudocFranceF

Conformal, wideband, dual polarization phased antenna array for UHF radar carried by airship

Des dirigeables volant à 20 km au-dessus du sol (HAA: High altitude airship), sont actuellement en cours de développement dans plusieurs pays. Ce type de dirigeable semble être une solution très intéressante pour la télédétection et les télécommunications à faibles coûts comparé aux satellites. Notre étude porte sur la possibilité d utiliser un petit dirigeable comme plateforme pour un réseau d antennes posé sur son enveloppe. Le premier problème concerne le choix de l élément de réseau permettant des performances large bande et bipolarisées. Les résultats de modélisation ainsi que des mesures permettent de choisir l antenne la plus performante. Une solution pour alimenter les antennes est proposée. Le deuxième problème concerne la modélisation d un réseau conforme très large, très long à calculer avec le logiciel commercial. Une méthode approchée est développée et validée par comparaison avec la méthode exacte et les mesures. Enfin, les possibilités de dépointage du réseau sont étudiées et évaluées. La synthèse de diagramme polarisés peut être réalisée grâce la spécificité du réseau conforme et la diversité de polarisation introduite par l élément.PARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF

Corrélation entre essais de CEM sur table et essais sur véhicules d' équipements pour automobiles

Dans l industrie automobile, le nombre d équipements électroniques ne cesse de croître alors que les temps de développement diminuent. Cette multiplication des équipements électroniques peut entraîner des phénomènes d auto-perturbation dans les véhicules, notamment au niveau des récepteurs embarqués. Ceci se traduit par des parasites audibles au niveau des haut-parleurs de l autoradio. Dans le but de prévenir ces effets indésirables, des essais en compatibilité électromagnétique (CEM) sur véhicule et sur les équipements isolés sont effectués. Dans chacun de ces essais, il s agit de vérifier que le niveau de perturbation mesuré est inférieur à une limite acceptable. Les essais sur les équipements isolés ont pour objectif d anticiper la validité des équipements lors des essais sur véhicule. Le travail de la thèse consiste à mettre au point une méthode permettant de calculer les limites à respecter lors des essais sur table, qui garantissent la validation des équipements lors des essais sur véhicule. La méthode a été validée dans un cas simple, et dans le cas d un véhicule simplifié. Dans ce cas, nous avons utilisé la méthode des plans d expériences pour tenir compte de la variabilité des configurations d essais sur véhiculePARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF

Hatching Success Rather Than Temperature-Dependent Sex Determination as the Main Driver of Olive Ridley (Lepidochelys olivacea) Nesting Activity in the Pacific Coast of Central America

In marine turtles, sex is determined during a precise period during incubation: males are produced at lower temperatures and females at higher temperatures, a phenomenon called temperature-dependent sex determination. Nest temperature depends on many factors, including solar radiation. Albedo is the measure of the proportion of reflected solar radiation, and in terms of sand color, black sand absorbs the most energy, while white sand reflects more solar radiation. Based on this observation, darker sand beaches with higher temperatures should produce more females. As marine turtles show a high degree of philopatry, including natal homing, dark beaches should also produce more female hatchlings that return to nest when mature. When sand color is heterogeneous in a region, we hypothesize that darker beaches would have the most nests. Nevertheless, the high incubation temperature on beaches with a low albedo may result in low hatching success. Using Google Earth images and the SWOT database of nesting olive ridleys (Lepidochelys olivacea) in the Pacific coast of Mexico and Central America, we modeled sand color and nesting activity to test the hypothesis that darker beaches host larger concentrations of females because of feminization on darker beaches and female philopatry. We found the opposite result: the lower hatching success at beaches with a lower albedo could be the main driver of nesting activity heterogeneity for olive ridleys in Central America

Applications of the Random Coupling Model for stacked printed circuit boards

International audienceResonant phenomena in computer or server casings have not been studied yet from the information security point of view. Couplings that can occur in reverberant environment may have an impact on confidentiality, integrity and availability of information. Therefore, it is of high interest to have tools able to quantify these coupling. Because of the diversity of shapes and geometries of casings, a statistical approach should be considered. It will lead to the assessment of the probability that a current, or a voltage, reaches a given magnitude. This quantity may be a relevant input for a risk analysis process. We will highlight that a statistical model, namely the Random Coupling Model (RCM), may be applied to determine statistical quantities related to induced currents at several ports inside an equipement chassis