Bridging the gap between omics and earth system science to better understand how environmental change impacts marine microbes

The advent of genomic-, transcriptomic- and proteomic-based approaches has revolutionized our ability to describe marine microbial communities, including biogeography, metabolic potential and diversity, mechanisms of adaptation, and phylogeny and evolutionary history. New interdisciplinary approaches are needed to move from this descriptive level to improved quantitative, process-level understanding of the roles of marine microbes in biogeochemical cycles and of the impact of environmental change on the marine microbial ecosystem. Linking studies at levels from the genome to the organism, to ecological strategies and organism and ecosystem response, requires new modelling approaches. Key to this will be a fundamental shift in modelling scale that represents micro-organisms from the level of their macromolecular components. This will enable contact with omics data sets and allow acclimation and adaptive response at the phenotype level (i.e. traits) to be simulated as a combination of fitness maximization and evolutionary constraints. This way forward will build on ecological approaches that identify key organism traits and systems biology approaches that integrate traditional physiological measurements with new insights from omics. It will rely on developing an improved understanding of ecophysiology to understand quantitatively environmental controls on microbial growth strategies. It will also incorporate results from experimental evolution studies in the representation of adaptation. The resulting ecosystem-level models can then evaluate our level of understanding of controls on ecosystem structure and function, highlight major gaps in understanding and help prioritize areas for future research programs. Ultimately, this grand synthesis should improve predictive capability of the ecosystem response to multiple environmental drivers

Contribution a l'analyse de la stabilite des circuits non-lineaires. Application a la C.A. de dispositifs microondes

SIGLEINIST T 70926 / INIST-CNRS - Institut de l'Information Scientifique et TechniqueFRFranc

Modélisation non linéaire des mesfets sur carbure de silicium pour l'amplification de puissance micro-ondes

LIMOGES-BU Sciences (870852109) / SudocSudocFranceF

Modélisation électrothermique de transistors MESFET SiC et optimisation d'une architecture Doherty pour l'amplification de puissance à haut rendement

Dans un premier temps, une description technologique du Carbure de Silicium et le développement d'un modèle physique analytique électrothermique de transistors MESFET SiC a été effectué. Ce modèle permet de prendre en compte les paramètres physiques, géométriques et l'état thermique du composant. Il a été intégré dans un environnement de CAO des circuits. La comparaison de mesures en puissance de type " Load-Pull " et de simulations non-linéaires sous ADS a permis de valider ce modèle. Cette filière technologique présente des potentialités intéressantes pour des applications de forte puissance. Les performances en puissance des amplificateurs peuvent être améliorées, notamment pour des niveaux d'utilisation différents ou des enveloppes variables, à condition de rechercher des techniques d'amélioration des performances en terme de rendement électrique et de linéarité. Le deuxième objectif de ce travail est l'optimisation d'une architecture Doherty deux étages pour l'amplification de puissance. La définition d'une méthodologie de conception propre à cette technique et la mise en œuvre de solutions innovantes pour la réalisation du circuit de charge a permis d'obtenir un haut rendement en puissance ajoutée pour des niveaux de puissance d'entrée différents. Compte tenu de résultats très encourageants obtenus, nous avons montré que la plage d'amélioration du rendement pouvait être augmentée grâce à une gestion dynamique de l'amplificateur par le biais de la polarisation de grille de l'amplificateur auxiliaire en fonction du niveau d'entrée. Pour vérifier l'intérêt de cette méthode, un amplificateur hybride de puissance a été conçu avec des transistors MESFET en technologie AsGa à 900 MHz. Un système de détection d'enveloppe et de commande de la polarisation de l'amplificateur a été développé. Différentes comparaisons expérimentales avec ou sans le système de commande de la polarisation de l'amplificateur ont validé l'intérêt de la méthode développéeLIMOGES-BU Sciences (870852109) / SudocSudocFranceF

Modélisation electrothermique non linéaire de transistors de puissance LDMOS (Application à la détermination de règles d'échelle)

L'accroissement du marché des télécommunications demande des amplificateurs de puissance pour station de base à bas coût, linéaire et possédant un rendement élevé. Les puissances requises pour ces amplificateurs peuvent dépasser les 120 W pour une tension d'alimentation inférieure à 30Y. La technologie LDMOS-Silicium possède tous les atouts requis pour satisfaire le besoin. A cela s'ajoute le besoin de modèle Electrothermique non-linéaire que l'on intègre dans un simulateur de circuit Plusieurs types de modèles électrothermiques ont, à ce jour, été développés. Cependant aucun n'inclut un véritable comportement thermique primordial pour la prédiction du comportement du transistor. Dans cette thèse nous proposons une nouvelle approche basée sur la description électrique et thermique des composants intrinsèques du modèle, ce même modèle étant couplé à un second modèle thermique. La description du comportement électrique de chaque composant intrinsèque est faite avec des splines Tri-cubiques. Le circuit thermique est issu de simulations thermiques (simulateur Ansys), réduites a raide de la méthode des vecteurs de Ritz proposé par l'IRCOM. Partant d'un modèle Electrothermique initial, nous définissons des règles de scaling permettant l'obtention de modèles de transistors de plus fort développement sans avoir à re-exécuter tout le processLIMOGES-BU Sciences (870852109) / SudocSudocFranceF

Etude des potentialités du chaos pour les systèmes de télécommunications (Evaluation des performances de systèmes à accès multiples à répartition par les codes (CDMA) utilisant des séquences d'étalement chaotiques)

LIMOGES-BU Sciences (870852109) / SudocSudocFranceF

Amélioration de modèles électroniques de composants de puissance de type TBH ou pHEMT et application à la conception optimale de modules actifs pour les radars

L'objectif de ce travail est le développement d'un outil opérationnel intégrant un modèle électrothermique dans un environnement de simulation circuit. Afin de le rendre utilisable dans un contexte industriel, cet outil se base sur deux logiciels commerciaux : un simulateur thermique (ANSYS) et un simulateur de circuits (ADS produit par Agilent). La démarche consiste, dans un premier temps, à générer un modèle thermique précis d'un composant MMIC, à partir de sa description en éléments finis. En s'appuyant sur un outil de réduction développé par l'IRCOM (Institut de Recherches en Communications Optiques et Microondes, France), associé au module de réduction d'ANSYS, la seconde étape permet de générer un modèle thermique de type boîte noire. La couplage de ce modèle à un modèle électrique non-linéaire dans un environnement de type ADS, offre au concepteur de circuits ou de modules actifs (comportant plusieurs circuits) un outil complet de simulation électrothermique. Celui-ci est capable de générer des modèles réduits thermiques qui tiennent compte de la non-linéarité de la conductivité thermique des matériaux composant les dispositifs MMICs, aussi bien en régime permanent que pour des états transitoiresLIMOGES-BU Sciences (870852109) / SudocSudocFranceF

Caractérisation et modélisation des transistors microondes, application à l'étude de la linéarité des amplificateurs à fort rendement

Les transistors hyperfréquences à effet de champ ou bipolaires sont les composants essentiels des circuits de télécommunication. Leur comportement est fondamentalement non-linéaire, de nombreux phénomènes régissent leur fonctionnement. Après une déscription de différents effets les caractérisant, notamment les effets à dynamique lente de la température et des pièges, nous proposons un ensemble de moyens de mesure et d'outils de modélisation pour concevoir des représentations mathématiques des transistors intégrant différents effets non-linéaires. Nous utilisons ces modèles de transistors dans la CAO des circuits microondes. Les signaux porteurs d'informations des systèmes de télécommunications résultent de modulations complexes; nous simulons la réponse des non-linéarités des transistors intégrés dans les amplificateurs microondes soumis à ces signaux. Les différentes constantes de temps des non-linéarités rapides et lentes des transistors et les réponses basse fréquence des circuits de polarisation interagissent dynamiquement et génèrent des signaux de mélanges et d'intermodulations. Les résultats des simulations sont confirmés par différentes mesures de linéarité: C/I, ACLR. Dans le cadre de la téléphonie mobile de 3ème génération, nous analysons les compromis pour concilier la linéarité et le rendement de l'amplificateur microonde de puissance. L'impact du choix des signaux de test est analysé, certains choix favorisent ou masquent particulièrement un effet non-linéaire. Nous quantifions un à un les effets de différents phénomènes non-linéaires ou réglages du circuit sur les paramètres finaux de rendement et de linéarité de l'amplificateur. Les interactions non-linéaires dynamiques entre différents phénomènes sont ainsi mises en évidence.LIMOGES-BU Sciences (870852109) / SudocSudocFranceF

Techniques d'analyse d'oscillateurs chaotiques (application aux télécommunications par synchronisation de chaos)

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