La bande Ka pour les communications satellitaires a été l'objet d’un immense intérêt ces dernières années du fait de la congestion des bandes de fréquence conventionnelles. Les concepteurs de systèmes satellitaires se trouvent ainsi confrontés à une double contrainte : la première émane des effets troposphériques importants en bande Ka, notamment une forte atténuation du signal due à la pluie et à la scintillation d’amplitude. Ceci oblige à employer des techniques de contre-mesure (Fade Mitigation Techniques ou FMT) pour compenser l'atténuation dans le but d’assurer une disponibilité suffisante au système ; la seconde est directement liée à la nature même du satellite pour lequel les ressources radio et à bord sont limitées et coûteuses. Cette dernière contrainte impose de rendre la gestion des ressources la plus rationnelle, efficace et optimale possible à partager entre les différents utilisateurs, tout en leur assurant les Qualités de Service (QoS) requises. Les présents travaux de recherche empruntent l'architecture du projet SAGAM initié par le RNRT (Réseau National de Recherche en Télécoms) visant à étudier un système de troisième génération d’accès multimédia par satellite régénératif géostationnaire à commutation ATM. Leur contribution spécifique consiste en l'analyse de procédures de gestion des ressources au niveau de la couche accès, en tenant compte des contraintes et modifications d’architecture apportées par l'introduction dans le système d’informations issues du canal et des FMT. Dans une première partie, le contexte et l'architecture SAGAM seront précisés. Ensuite, dans une deuxième partie, la problématique propre à la modélisation du canal Ka sera exposée, et appliquée directement à l'analyse des performances des couches supérieures, avec une description détaillée de plusieurs approches de modélisation possibles. Une troisième partie est dédiée aux problématiques et performances propres à la contre-mesure. La quatrième partie est axée sur la problématique de la gestion des ressources combinée à une FMT à bande variable. Les protocoles MAC de contrôle d’accès aux ressources radio de type DAMA (Demand Assignment Multiple Access) sont premièrement examinés ; ensuite, les propriétés recherchées pour un contrôle d’admission des connexions (CAC) adapté au système décrit sont passées en revue avant la description d’un modèle prédictif de CAC à capacité variable exploitant la connaissance statistique des instants de réduction de capacité dans le système. Une dernière mais nécessaire partie est consacrée entièrement à la description de la plate-forme de simulation réseau développée au cours de la thèse, et basée sur le logiciel commercial OPNET®. L'aspect innovant de cette plate-forme est d‘intégrer des informations de propagation, sous la forme à la fois de séries chronologiques d’atténuation du canal, et de cartes radar représentant le champ de précipitation sur une zone géographique délimitée. Cette partie se clôt avec un certain nombre de résultats de simulation obtenus à partir de la plate-forme présentée.

Pour certaines conditions de fonctionnement, des instabilités de combustion hautes fréquences (HF) se développent dans les chambres de combustion des moteurs-fusées à ergols liquides. Celles-ci se présentent sous la forme d’ondes acoustiques et peuvent provoquer la destruction du lanceur. Un montage expérimental a été mis au point afin d'améliorer les connaissances concernant les trajectoires, la pulvérisation secondaire et l’évaporation d’un jet de gouttes monodisperses en présence d’un champ acoustique transverse intense. Une solution analytique de l'équation du mouvement de Stokes permet d’expliquer la forme sinusoïdale du jet. Cependant, pour simuler sa dispersion réelle, il est nécessaire de résoudre l'équation de Basset-Boussinesq et Oseen en tenant compte de tous les termes instationnaires. Des variations de hauteur entre les gouttes ainsi que des amas ont aussi été observés. Les simulations numériques montrent que les pertes acoustiques au niveau de l’orifice d’entrée des gouttes dans le montage en sont à l'origine. La pulvérisation secondaire des gouttes a été observée à partir d’un champ acoustique de 150 dB et pour des nombres de Weber faibles (We≈1). Les premiers résultats obtenus par PLIF concernant la répartition de vapeur autour du train de gouttes sont ensuite présentés. Enfin, un code numérique rend compte d’une accélération de l’évaporation dans un champ acoustique transverse par rapport à celles dans un champ longitudinal ou dans un écoulement stationnaire. De plus, le code montre que les effets sur l'évaporation ne commencent qu’à partir de 150 dB.

L’objet principal de cette thèse est de résoudre l’une des phases de reconfiguration de satellites volant en formation : le déploiement. L'originalité du travail consiste à proposer des solutions optimales sous forme analytique qui prennent en compte les contraintes (plate-forme, risque de collision). Ces solutions analytiques permettent alors de faire très rapidement des études d’analyse mission. Le domaine d’application est la classe des formations géocentriques invariantes. Grâce à leur géométrie fixe au cours d’une révolution, ces formations sont utiles pour diverses missions : l'interférométrie radar ainsi que la synthèse d’antenne passive et active sont les plus intéressantes. La thèse est ainsi divisée en trois parties complémentaires : Positionnement du sujet : une classification originale des missions et des problèmes de guidage associés est proposée. A partir de cette classification, un nouveau modèle définissant une classe particulière, celle des formations invariantes, est développé. Déploiement optimal contraint pour les formations invariantes : la loi de guidage à consommation minimale est obtenue sous forme analytique par la méthode du Primer Vector. L’ utilisation combinée des conditions nécessaires d’optimalité fournies par le Primer Vector et de la méthode des Variations de Paramètres permet de prendre en compte des contraintes sur la commande tout en obtenant la solution optimale. La collision entre chaque satellite et le dernier étage du lanceur résultant de la solution optimale est évitée par l'adjonction puis l’optimisation d’une manœuvre d'injection du lanceur. Robustesse de la solution : le risque de collision découlant de l'introduction des dispersions sur l’application des manœuvres est limité par l'introduction d'une loi de commande innovante. Les distances minimales obtenues pour le cas non dispersé sont quasiment retrouvées moyennant une légère surconsommation d’érgols. Quant à l'imprécision du déploiement due à l'introduction des perturbations orbitales, elle est maîtrisée par la modification de la stratégie d’injection. Les caractéristiques du déploiement non perturbé sont alors retrouvées avec un très faible surcoût en ergols. Des travaux complémentaires sur le déploiement des formations géocentriques périodiques et le maintien à poste des formations géocentriques non-kepleriennes sont en outre présentés.

Cette étude est une contribution à la modélisation de l'impact sur structures composites complexes appliquée aux pales d'hélicoptère. Une étude expérimentale du comportement des matériaux constituant une pale est réalisée. Des tests de compression aux barres de Hopkinson permettent de déterminer le comportement dynamique des matériaux composites : fortes vitesses de déformation, étude de la micro-fissuration initiale du matériau et du comportement des plis à +/-45° au sein des stratifiés. Parallèlement, la mousse constituant l'âme des pales est caractérisée en statique et en dynamique. Le décollement de peaux sur mousse est également étudié. Un modèle numérique 2D est proposé. L'initiation du décollement est pilotée par un critère double : limite à rupture de la mousse et critère de flambage local de la peau. Pour cela, un modèle de flambage local statique est développé, ainsi qu'un second modèle qui permet de tenir compte des phénomènes de flambage dynamique par analogie avec la réponse de modèles mécaniques de type masses-ressorts-amortisseurs. La propagation du décollement s'effectue par endommagement d'une couche d'éléments sous la peau. Elle s'appuie sur la mécanique de l'endommagement (Ladevèze) avec une approche globale. Le modèle est validé par des essais d'impact sur éprouvettes.

Dans toutes les zones de conflits, passés ou présents, des mines sont enfouies. Cela cause des dommages humains très importants, pendant des décennies après la fin des hostilités. En 1997, les accords d’Ottawa, interdisant la production, le stockage, la vente et l'utilisation des mines, ont marqué la prise de conscience politique du problème. Des actions sont également menées dans le domaine de la recherche et du développement de nouvelles techniques de détection et de déminage. En accord avec les activités de l'ONERA, ce travail se propose de mettre en œuvre aussi bien numériquement qu'expérimentalement, des méthodes thermiques en vue de la détection d’objets enfouis. Ainsi, l'influence d’un chauffage par un rayonnement électromagnétique sur la signature thermique d’objets enfouis sera étudiée en laboratoire. Cela implique le couplage numérique entre un modèle de diffusion thermique et un modèle de propagation électromagnétique en vue de comprendre les effets d’un rayonnement pénétrant dans le sol. Ensuite, un chauffage surfacique sera effectué grâce à des lampes infrarouges dans les mêmes conditions expérimentales. Enfin, l'influence du climat sur la signature thermique d’un objet enfoui sera caractérisée grâce à une expérience de thermographie infrarouge passive menée en extérieur. La simulation numérique des conditions extérieures a nécessité le couplage d’un modèle de climat avec un modèle thermique de sol. L'identification des propriétés physiques du sol et de celles des objets par méthode inverse a montré que la caractérisation d’objets par une méthode thermique non intrusive est fortement influencée par les conditions environnementales.

Diverses approches en planification d’actions consistent à produire un plan solution après avoir construit à partir du problème de planification, puis parcouru, un espace de recherche plus ou moins morcelé en sous-espaces. En formalisant cette notion de morcellement de l'espace de recherche, nous montrons que des approches en apparence très différentes ne se distinguent en fait que du morcellement qu’elles mettent en œuvre. Nous montrons aussi que la diversité des morcellements est largement sous-exploitée par les planificateurs actuels, ouvrant ainsi la voie à la conception de nouvelles approches, en créant de nouveaux morcellements de l'espace de recherche. Pour valider expérimentalement notre propos, nous avons développé un planificateur : TokenPlan. Nous avons aussi conçu et expérimenté un nouveau morcellement de l’espace de recherche qui permet d’obtenir une approche hybride entre un algorithme Branch and Bound et un planificateur disjonctif.

Ce travail a consisté à étudier le comportement de VCSELs en régime statique et dynamique. Après avoir présenté la structure du VCSEL, nous avons établi un système d’équations d’évolution du nombre de porteurs et de photons incluant la contribution de l’émission verticale et des puits quantiques. Ces équations ont été résolues pour obtenir le nombre de photons et de porteurs en fonction d’un minimum de paramètres intrinsèques. La première étape expérimentale a porté sur la caractérisation statique de la diode laser afin de déterminer sa zone de fonctionnement. Nous nous sommes ensuite intéressés à la modélisation dynamique du VCSEL. Inspirés du schéma électrique équivalent petit signal d’une diode laser conventionnelle, nous avons établi celui d’un VCSEL en représentant ses particularités telles que la contribution des miroirs de Bragg et des puits quantiques sous forme de cellules RC parallèles. Le modèle a été élaboré en comparant les équations du circuit électrique équivalent et les équations d'évolution linéarisées. Les éléments parasites dus à la connectique et au support de test ont été ajoutés à ce modèle intrinsèque de puce laser. Finalement, la validation a été effectuée grâce aux mesures du paramètre S11 et du paramètre S21. Après avoir cherché à valider le modèle sur des VCSELs en boîtier, des résultats concluants ont été obtenus grâce a des mesures sous pointes sur des barrettes de VCSELs en structure implantée ou à diaphragme d’oxyde, ce qui nous a permis d’extraire des valeurs convenables pour les paramètres intrinsèques.

La connaissance de la résolution d’un instrument permet de comparer les caractéristiques de plusieurs imageurs, coopératifs ou non et d’améliorer en terme de qualité les images issues de ces instruments. Mais, le terme de résolution reste assez vague et a été l'objet de nombreuses définitions. La résolution est ce qui caractérise la capacité d’un système imageur à fournir une image dans laquelle on pourra distinguer des détails plus ou moins petits. Nous définissons comme résolution le triplet {échantillonnage, bruit, Fonction de Transfert de Modulation} Nous proposons, dans ce travail, d’évaluer la Fonction de transfert de modulation (FTM) et le bruit pour un pas d’échantillonnage donné à partir d’une image quelconque sans utiliser d’image de référence. Il faut remarquer que deux images quelconques auront a priori deux résolutions différentes, donc deux triplets différents, mais aussi deux paysages différents. C’est un des problèmes majeurs de cette étude, problème qui nécessite de modéliser un paysage quelconque. Les phénomènes à modéliser sont complexes et noué-linéaires ; pour ces raisons, nous avons choisi d’utiliser des réseaux de neurones artificiels (RNA). En effet, les RNA sont des modèles non linéaires simples, comportant peu de paramètres. Ils sont en plus d’excellents interpolateurs. En pratique, il s’agit dans un premier temps de trier les images selon leur type de paysage. Des paysages très structurés (urbains) sont utiles pour estimer la FTM et des paysages peu structurés (ruraux) sont utiles pour estimer le bruit. Ensuite, il est essentiel de caractériser chacune des composantes du triplet. Le RNA apprend à associer, grâce à des images connues, la caractérisation de chacune des composantes du triplet à la résolution de l’image considérée. Cette caractérisation est une étape essentielle au bon fonctionnement de la méthode. Il s’agit de trouver des paramètres pertinents pour l’estimation du triplet résolution. Pour cela, nous utilisons une caractérisation du paysage, certaines propriétés fréquentielles des images ainsi que des propriétés issues de l'analyse des images en paquets d’ondelettes. Enfin, le RNA peut être utilisé de manière autonome sur des images inconnues pour estimer leur triplet résolution. Le résultat est une estimation de la FTM avec des erreurs moyennes de 5% et une estimation de bruit avec des erreurs de l’ordre du 1/4 de pas de quantification (sur l'écart type du bruit) pour des images codées sur 8 bits.

Cette étude concerne la distribution d'applications sur des machines de type réseau d’ordinateurs ou grappe de processeurs. Ce type de machine est observé de manière théorique puis de manière pratique, à travers différentes mesures. Le contexte des applications irrégulières est privilégié, leur distribution posant encore souvent des problèmes d'efficacité. La distribution des applications régulières est abordée plus succinctement. Une démarche de développement d’application distribuée ainsi que des outils de programmation sont proposés. ll est notamment proposé d’utiliser la paresse comme outils de distribution des données ainsi que d'effectuer un découpage récursif et dynamique des calculs au fur et a mesures des assignations de tâches. Ces propositions sont ensuite validées par l’étude d’un cas concret, le lancer de rayon distribué. Enfin l'applicabilité des ces propositions à des cas plus généraux est étudiée et des critères sont dégagés, permettant d’évaluer l'opportunité d'utiliser ces outils originaux en fonction des caractéristiques de l'application à distribuer.

Avec les nouveaux enjeux en matière de pollution et de gain de puissance des turbomachines modernes, il est aujourd’hui nécessaire de maîtriser de façon optimale la combustion du carburant. Les nouvelles performances recherchées imposent donc aux motoristes un cahier des charges strict sur les systèmes d'injection. C’est dans le but d’optimiser le développement des systèmes d’injection à effet de pression de type tourbillonnaire double-débit utilisés dans les chambres de moteurs aéronautiques qu’un banc expérimental reproduisant, à grande échelle, les différents circuits constitutifs d’un tel injecteur a été mis en place à l'ONERA Centre de Toulouse. Une campagne d’essais a été effectuée afin de fournir une banque de données permettant une meilleure compréhension de la structure de l'écoulement interne d’un injecteur tourbillonnaire et de son influence sur l'atomisation du jet en sortie d’orifice. Les maquettes développées sont réalisées entièrement en matériau transparent, et sont constituées de différents modules interchangeables afin d’explorer plusieurs géométries. Des campagnes de mesure par fluorescence laser, par LDA et par PIV ont founi une cartographie de l'écoulement interne révélant une architecture complexe fortement instationnaire. Schématiquement, le liquide à pulvériser entre dans une chambre dite à swirl via plusieurs fentes placées tangentiellement. L'application d’un important mouvement tourbillonnaire induit une structure de l'écoulement de type vortex de Rankine et se caractérise aussi par la formation d’une colonne d’air tout le long de l’axe. Par ailleurs, les instabilités de ce noyau d’air central ont pu être caractérisées : le caractère instationnaire des jets d'alimentation a une importance essentielle sur les origines des instabilités se propageant dans l'injecteur. En parallèle, ces données ont été exploitées avec l'objectif de valider un modèle 2D axisymétrique et un modèle 3D réalisés avec les logiciels Fluent 5.7 et 6 suivant une méthode diphasique VOF d’ordre 2 avec reconstruction d'interface.