La première partie de la thèse concerne les écoulements de gaz sec et poursuit un travail d'une première thèse (Demolis, 1997) sur le développement d'un système de tomographie ultrasonore. Au-delà des possibilités d'un simple débitmètre, la tomographie ultrasonore permet de reconstituer le champ dynamique tridimensionnel d'un écoulement dans une section de conduite cylindrique. Les différences de temps de vol des ondes ultrasonores mesurées entre capteurs disposés autour de la conduite sont utilisées dans un algorithme algébrique itératif afin de remonter aux trois composantes de la vitesse. Cette méthode a été testée avec succès pour mesurer le champ de vitesse 3D d'écoulements d'air calibrés. L'information globale sur le champ dynamique obtenue dans toute une section de conduite donne la possibilité de déterminer les perturbations du profil de vitesse (taux de dissymétrie, intensité de la rotation de l'écoulement). Ce système de mesure non intrusif constitue donc un outil de diagnostic d'écoulement. Une seconde partie a consisté à appliquer des techniques ultrasonores dans le but de caractériser les écoulements diphasiques de gaz humide en conduite (écoulements de type brouillard avec une fraction volumique liquide faible), écoulements présents en sortie de puits d'exploitation du gaz naturel. Une recherche bibliographique a permis d'étudier des modèles de propagation des ondes ultrasonores à travers un milieu diphasique dispersé. Dans la littérature, ces modèles sont développés pour des suspensions de particules solides dans un liquide ou pour des écoulements à bulles. Nous les avons étendus aux écoulements de gaz humide en les validant expérimentalement. À l'aide de ces modèles, les mesures de la vitesse du son et de l'atténuation des ultrasons (avec une méthode multi-fréquence) à travers ce brouillard en écoulement permettent de déduire les valeurs moyennes du titre (fraction liquide) et de la taille des gouttelettes dans l'écoulement diphasique.

Pour représenter les activités d'une entreprise, la structure projet est de plus en plus fréquemment rencontrée. Ces projets se partagent généralement des ressources humaines, matérielles et de sous-traitance. Cette thèse s'attache à étudier plus particulièrement un centre de décision dans son environnement immédiat, c'est-à-dire étudier la prise de décision locale dans l'ordonnancement d'un projet en tenant compte des interactions et des dépendances du projet avec les autres centres de décisions. Après avoir identifié les besoins industriels et effectué un état de l'art dans les domaines de la gestion de projet en univers certain et incertain et de l'ordonnancement multi-projet, nous avons choisi de nous intéresser à deux problèmes : la détection et l'explication des incohérences et des conflits (dans le but d'aider à leur résolution) et la gestion de l'incertitude. En effet, l'aspect dynamique du problème peut amener le décideur dans une situation où son ordonnancement n'est plus valable. Le décideur doit alors trouver un nouvel ordonnancement pour son projet. A ce niveau là, nous envisageons l'outil d'aide à la décision comme un outil de mise en évidence des conflits. L'outil suggère donc des voies de décision et/ou de négociation avec les autres projets. Nous avons ensuite étendu cette méthode de recherche des explications de l'incohérence aux problèmes d'ordonnancement de projet lorsque des données sont mal connues. Les éléments imprécis ou incertains sont représentés à l'aide d'ensembles flous. Ce travail sur des données incertaines nous a amené à nous intéresser au problème du PERT flou pour lequel nous avons proposé une méthode de résolution lorsque le graphe représentant le projet est série-parallèle, ainsi qu'une heuristique lorsqu'aucune hypothèse n'est faite sur la typologie du graphe. A partir du problème industriel dont s'inspirent ces travaux (le problème de gestion de l'intégration d'un satellite dans la division Assemblage, Intégration et Essais de la société Astrium), les composants du problème type ont été exhibés et ont servi à définir un ensemble de problèmes sur lesquels une maquette logiciel de l'outil d'aide (développée en C++) a été testée.

Cette étude s'inscrit dans le cadre des recherches menées sur le contrôle actif des écoulements. Elle concerne l'application de ces méthodes aux chambres de combustion afin d'optimiser leur performances et contrôler l'apparition des instabilités de combustion. Les phénomènes sont complexes et de nombreux paramètres conditionnent le fonctionnement. Un des paramètres essentiel est l'organisation de l'écoulement porteur, de type recirculé, dont l'organisation est influencée par des couplages entre l'acoustique de la chambre et l'aérodynamique instationnaire. L'étude expérimentale entreprise porte sur le contrôle d'un écoulement recirculé de marche descendante, écoulement représentatif de ceux apparaissant en chambres de combustion. Nous cherchons à piloter les couplages aéroacoustiques impliqués dans l'apparition des instabilités de combustion, et à modifier le mélange diphasique. Par soucis de simplification, l'étude est menée en écoulement non réactif. L'augmentation de pression due à la combustion, qui constitue la source d'excitation en écoulement réactif, est simulée par une excitation acoustique provenant de deux haut-parleurs. La boucle de contrôle est basée sur l'utilisation de capteur microphonique ou fil-chaud, d'un actionneur acoustique, et repose sur un algorithme R-LMS. Les résultats de contrôle de l'écoulement excité sont concluants. Les couplages aéroacoustiques sont fortement atténués et les phénomènes représentatifs des instabilités de combustion sont contrôlés. L'approche théorique globale menée permet de proposer une loi de décomposition d'un des paramètres représentatifs de l'écoulement. Enfin, une étude est entreprise sur l'interaction gouttes/tourbillon lors de l'injection du carburant sous forme liquide, afin de dégager les paramètres d'injection influençant la répartition spatiale des gouttes. Les résultats obtenus permettent d'identifier le déphasage entre l'injection des gouttes et le détachement tourbillonnaire comme un paramètre déterminant.

Cette étude s'inscrit dans le cadre de recherches, menées dans différents laboratoires, sur l'optimisation des moteurs à propergol solide d'Ariane 5 (MPS P230). Dans une certaine plage de fonctionnement du moteur, l'écoulement diphasique généré par la combustion du propergol enrichi en aluminium se couple à l'acoustique de la veine et crée ainsi des instabilités pouvant être dramatiques. D'autre part, certaines gouttelettes forment, dans le fond arrière du propulseur, une flaque dont le ballottement induit des déséquilibres et des oscillations de poussée. L'objectif de la thèse est de comprendre l'influence de la phase dispersée sur le couplage aéroacoustique au sein du P230 grâce à une étude numérique approfondie. La géométrie support est une maquette du moteur, VIOLETTE, fonctionnant en gaz froid. Le manuscrit comprend trois parties : les phénomènes physiques mis en jeu et les méthodes numériques utilisées, la modélisation de l'écoulement diphasique en gaz froid, l'influence de l'évaporation des gouttes d'aluminium. L'écoulement gazeux instationnaire est calculé en résolvant les équations laminaires de Navier-Stokes grâce au code MSD, couplé au module LSD pour la simulation déterministe lagrangienne de la phase liquide, en two-way coupling. En gaz froid, la présence de gouttelettes cause une diminution des fréquences et amplitudes d'oscillation, et de la pression moyenne. Ces phénomènes sont fortement dépendants des conditions d'injection des gouttes. En gaz chaud, l'évaporation des gouttes accroît les échanges entre phases. La pression moyenne et l'amplitude des fluctuations augmentent considérablement par rapport au cas monophasique. Enfin, l'excitation de modes acoustiques transverses a été mise en évidence par la prise en compte de l'évaporation des gouttelettes.

sans objet

La présence de fortes hétérogénéités à l'intérieur d'un obstacle diélectrique ne permet pas la détermination de son indice de réfraction par des méthodes optiques. C'est pourquoi il est nécessaire de se placer dans le domaine de la diffraction. L'indice de réfraction est alors lié à des mesures du champ diffracté par l'équation de Helmholtz. Du point de vue mathématique, ce problème inverse est à la fois non-linéaire et mal posé, que les données soient de type champ proche ou champ lointain. L'objet de cette thèse est de proposer une méthode de résolution approchée pour ce problème inverse, à partir de données du champ proche sur une surface entourant l'obstacle. Contrairement aux problèmes de contrôle dont le but est de minimiser un critère sans pour autant se soucier de l'unicité du minimum, on se préoccupe ici de l'identification de ce minimum, et l'unicité de la solution est de ce fait essentielle. L'indice est ainsi identifiable de manière unique dans L∞(R³ ; C) à partir de la mesure du champ proche pour toute direction incidente de S². Développée dans un premier temps pour le cas de la dimension deux, la méthode doit rester applicable à la dimension trois sans que les temps de calcul ne deviennent pour autant prohibitifs. C'est pourquoi on choisit d'évaluer les sensibilités des mesures à des variations élémentaires de l'indice par une méthode d'approximation de l'EDP plutôt que par la méthode intégrale volumique (équation de Lippmann-Schwinger) habituellement utilisées dans ce type de problème. La méthode choisie inverse des matrices creuses en lieu et place des matrices pleines de la méthode intégrale. L'approximation des conditions aux limites est effectuée de manière très précise grâce à l'introduction, autour du domaine de calcul, d'un milieu fictif absorbant PML de Bérenger. L'algorithme d'inversion choisi est celui de Gauss-Newton, pour lequel on recherche une forme de stabilité en testant successivement deux régularisations de Tychonov (en norme L² et en semi-norme H¹), puis une pénalisation par une régularisée de la semi-norme BV. Cette dernière s'avère, au vu des différents cas tests étudiés, la mieux adaptée pour résoudre ce problème.

L'étude a pour objectif l'estimation d'échanges de chaleur surfaciques transitoires dans des environnements agressifs, c'est à dire inaccessibles à la mesure directe, tant dans les cas linéaires que non-linéaires. Les champs d'application concernés sont vastes : chambres de combustion, systèmes anti-givrage, caractérisation de réactions chimiques exothermiques. Une méthode de résolution inverse permet de résoudre ces problèmes. Une équation d'observation formée par des mesures de températures surfaciques sur une face est nécessaire à l'estimation des échanges. Dans la mesure où ces méthodes inverses sont très sensibles au bruit de mesure, il a été nécessaire d'adopter une stratégie de stabilisation des solutions efficace. De ce fait, l'utilisation d'une transformée en cosinus discrète (T.C.D.) afin de filtrer et/ou compacter les données du problème constitue un point clé de l'étude. Chaque outil présenté est soumis à des tests numériques afin de connaître son domaine de validité. De plus, deux expériences de laboratoire permettent de juger des principales sources d'erreur rencontrées lors de la confrontation des modèles à la réalité.

Disposer d'un outil universel d'évaluation automatique de la qualité des images est très utile lorsque le nombre d'images à traiter est important. C'est le cas quand il s'agit d'optimiser les paramètres caractéristiques d'un sytème imageur. La plupart des méthodes d'évaluation de la qualité des images sont des méthodes bivariantes, c'est-à-dire reposant sur une comparaison entre une image dégradée et la même image parfaite. Très souvent, cependant, la référence n'existe pas. Quelques méthodes univariantes, c'est-à-dire sans image de référence, ont été développées mais les résultats sont encore peu probants. Cette thèse propose une nouvelle approche pour évaluer de façon univariante la qualité d'une image. Cette approche repose sur l'utilisation de réseaux de neurones. La démarche proposée peut être appliquée à tout type de dégradation. Elle comporte trois étapes. Il faut d'abord trouver sur l'image dégradée les caractéristiques qui permettent d'évaluer sa qualité. Il faut ensuite étalonner un modèle permettant d'associer ces caractéristiques et la note de qualité attendue. Enfin, il faut vérifier la stabilité du modèle sur un grand nombre d'images. Les caractéristiques de dégradation dépendent non seulement de son importance, mais aussi du type d'image. Ces informations sont extraites de l'image par des traitements et calculs systématiques. Elles sont regroupées sous la forme d'un vecteur caractéristique. Ce vecteur sert d'entrée au modèle univariant. Le modèle choisi est un réseau de neurones (RN). L'étalonnage des paramètres du RN se fait sur un grand nombre d'exemples connus que l'on appelle base d'apprentissage. Ils sont choisis de manière à obtenir un échantillon représentatif de tous les types d'images que l'on peut rencontrer dans l'application désirée. La méthode est appliquée à différents contextes. Entre autres, elle permet d'estimer la qualité visuelle d'images comprimées JPEG, d'estimer en vol le défaut de mise au point d'un instrument satellitaire ou de modéliser la détection visuelle de défauts ponctuels sur une image. La précision des résultats est comparée à celle obtenue dans le même contexte avec des critères de qualité bivariants.

L'objet de cette thèse a été d'étudier et de réaliser un oscillateur optomicroonde (OOM), dont le fonctionnement repose sur une technique originale n'utilisant qu'une source optique contrairement aux autres techniques largement décrites dans la littérature. Cet oscillateur optomicroonde convertit l'énergie lumineuse fournie par un laser de pompe en signaux micro-ondes dont la pureté spectrale peut, en théorie, être excellente. Son principe de fonctionnement est le suivant : le faisceau optique délivré par une diode laser à 1,55 µm est injecté dans un modulateur d'intensité électro-optique dont la sortie est connectée à une fibre optique monomode qui joue le rôle de ligne à retard. Le faisceau optique modulé est ensuite détecté, filtré, amplifié et le signal électronique obtenu est appliqué à l'accès électrique du modulateur. Nous réalisons ainsi un oscillateur capable de générer un signal, à la fois électrique et optique à 1,55 µm modulé en intensité. L'oscillateur optomicroonde a été modélisé afin d'obtenir ses performances théoriques en régime permanent : niveau et fréquence d'oscillation, largeur de raie. L'influence des divers constituants de la boucle d'oscillation sur le bruit de phase a également été étudiée (fibre optique, photodiode, ...). Les caractéristiques expérimentales de l'OOM que nous avons réalisé (raie d'oscillation à 900MHz, de largeur inférieure au Hz, bruit de phase voisin de -120 dBc/Hz @ 10 KHz de la porteuse) ajoutées aux potentialités d'accordabilité en fréquence nous permettent d'envisager son utilisation pour des systèmes à détection hétérodyne tel qu'un LIDAR Doppler.

Ce travail porte sur l'amélioration des performances en bruit et sur la conception de circuits de lecture de capteurs d'images à pixels actifs CMOS à destination des applications scientifiques. La première partie est consacrée à l'étude et à la modélisation du bruit temporel de la chaîne de lecture du capteur. Cette étude nous permet de définir des règles de conception réduisant le bruit de ces circuits. Des circuits de test ont été réalisés sur une technologie CMOS 0.7µm, afin de valider les résultats obtenus. Le deuxième axe porte sur la conception de circuits analogiques de lecture et de traitement du signal effectuant l'extraction du signal utile, l'amplification, et la correction de bruit spatial fixe de colonnes, intégrés sur la même puce que la matrice photosensible ainsi que l'analyse de leurs performances. Trois circuits ont été réalisés sur une technologie CMOS 0.7µm : le premier est un amplificateur à capacités commutées (c.c.) élémentaire, le second un amplificateur à c.c. à compensation de la tension de décalage, et le troisième un filtre passe-bande actif commutable. Ils permettent des vitesses de lecture jusqu'à 10Mpixel/sec. Une analyse théorique détaillée de la réponse des circuits au bruit blanc et au bruit en 1/f[exposant α], en considérant la nature non-stationnaire des signaux de sortie, est présentée. Les résultats expérimentaux et théoriques sont comparés. Finalement un nouveau circuit de lecture du signal des colonnes est proposé et développé afin de réduire le bruit spatial fixe de colonnes. Il nécessite un seul amplificateur de colonne commun à toute une matrice de pixels. Les effets des non-idéalités des composants réels sur les performances de ce circuit sont étudiés et des solutions sont proposées et discutées afin de les minimiser. Les résultats expérimentaux ainsi que les problèmes rencontrés sur un circuit de test, comprenant 128x128 pixels et réalisé sur une technologie CMOS 0.6µm, sont présentés.