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Université de Franche-Comté
/ 20-08-2010
Lavrov Roman
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Ce travail de thèse concerne une étude numérique et expérimentale d’une application du codage par chaos aux télécommunications optiques haut-débit. La démonstration expérimentale a été réalisée à l'aide d'une nouvelle architecture électro-optique inspirée de la dynamique d’Ikeda, mais utilisant une modulation de phase électro-optique chaotique. de 2a lumière. La dynamique chaotique est obtenue entre autre grâce a l'utilisation d'une conversion non linéaire de la phase vers l'intensité, réalisée par un démodulateur DPSK (interféromètre à deux ondes déséquilibré), typiquement utilisé en télécommunication optique par modulation différentielle de phase. L’utilisation d'un tel composant conduit à l’introduction d'une non linéarité non locale dans le temps, dans l'équation intégro-différentielle retard décrivant l'évolution de la dynamique de l’oscillateur optoélectronique. La simulation numérique de cette dynamique a été faite en utilisant des équations aux différence de filtres numériques dans des conditions de sur-échantillonnage, permettant ainsi de prendre en compte l'ordre élevé de l'équation différentielle effectivement impliquée dans l'expérience. Les résultats de simulation sont en très bon accord avec les observations expérimentales, et ont permis d'élucider certaines particularités des solutions de ce type de dynamique. Nous avons étudié les propriétés de synchronisation de la porteuse chaotique par un récepteur construit en copiant en boucle ouverte l'architecture d’émetteur-générateur de chaos. La sensibilité de cette synchronisation distante entre chaos a été explorée en fonction des écarts entre paramètres, et en fonction de diverses distorsions introduites par un canal de transmission. Le codage, la transmission, et le décodage d'un signal binaire DPSK, a été réalisée. Le montage final a été éprouvé dans des conditions réalistes de terrain, au travers d'expériences réalisées sur des réseaux optiques installés (réseau des frères Lumière de Besançon, et réseau métropolitain d’Athènes), au débit record de 10 Gb/s pour ce type de liaison masquée 1 par chaos, ct sur des distances de plus de 12.0 km. L'intégration du montage, l’utilisation de composants dédiées, ainsi que des topologies plus avancées de générateur‘ de chaos utilisant ce même principe, sont discutés et proposés.
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Université de Franche-Comté
/ 07-05-2010
Albero Silvestre Jorge
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Nous présentons ici une synthèse des travaux concernant le développement d'une technologie de fabrication de microlentilles par moulage à base de préformes en silicium gravé. Ce travail s'est déroulé dans le cadre d'une thèse de doctorat réalisée au Département Micro Nano Sciences et Systèmes de l'Institut FEMTO-ST (2006-2010). Ces travaux ont été soutenus par le Réseau Européen d'Excelience en Micro-Optique (NEMO) et le projet européen collaboratif Smart inspection system for high speed and multifunctional testing of MEMS and MOEMS (SMARTIEHS). Notre motivation est de proposer une technique de fabrication bien adaptée à la fabrication de masse et aux techniques de prototypage rapide. L utilisation des technologies de micro-usinage permet la réduction du coût et la miniaturisation des systèmes et des composants micro-optiques, ainsi que la possibilité d'une intégration monolithique. Nous nous sommes intéressés à la gravure humide (anisotrope et isotrope) du silicium comme un moyen rapide d'obtenir des préformes sphériques qui peuvent ensuite être répliquées par des procédés typiques tels que le matriçage à chaud, le moulage UV ou le moulage par micro-injection de plastiques. L association du moulage silicium à la soudure anodique et le recuit thermique permet en Outre l'intégration monolithique de microlentilles en verre sur une membrane de silicium, compatible avec le développement des MOEMS. Le choix entre les deux types de gravure proposés permet la fabrication de microlentilles dans un large spectre de tailles et propriétés optiques (ouverture numérique, longueur focale). Du point de vue technologique, nous avons établi une procédure spécifique de fabrication de microlentilles, non seulement ayant des empreintes circulaires, mais aussi des empreintes moins conventionnelles qui offrent d'autres domaines d'application.
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Université de Franche-Comté
/ 18-03-2010
CHEN Qiao
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Au cours de la dernière décennie, des travaux de recherche importants ont été effectués dans le domaine de la microrobotique. Ces travaux concernent la conception, la fabrication et la commande de microrobots destinés à exécuter diverses tâches dans le micromonde (le monde des objets de taille micrométrique). Il s agit notamment de tâches de manipulation d objets artificiels ou biologiques à des fins de positionnement, de caractérisation ou de tri mais aussi pour le micro-assemblage industriel. Les recherches effectuées ont montré l efficacité des matériaux actifs pour l actionnement des microrobots. Toutefois, en dépit de leur haute résolution intrinsèque, ces matériaux présentent des inconvénients qui rendent la commande des microrobots difficile. Le comportement de ces matériaux et plus généralement des actionneurs qui les utilisent est souvent complexe, non linéaire et parfois non stationnaire. L implantation de lois de commande nécessite donc l emploi de capteurs et d instruments coûteux et encombrants pour le traitement des signaux et l'exécution en temps réel. Dans le but de lever les difficultés citées précédemment et d ouvrir des perspectives nouvelles pour la conception et la commande de microrobots, nous proposons une nouvelle approche pour la microrobotique microrobotique numérique qui utilise un concept de modularité et une commande en boucle ouverte. Ces nouveaux microrobots sont construits à partir de modules élémentaires possédant deux états mécaniques stables et répétables. La position de l'extrémité du microrobot dépend de l état des différents modules bistables qui le composent. Cette approche introduit un nouveau paradigme en microrobotique permettant la conception de cinématiques diverses adaptées au micromonde. Les principaux avantages de cette nouvelle microrobotique sont la modularité, l absence de capteurs, la flexibilité, la possibilité de réaliser des robots microfabriqués et l absence d asservissement. Cette thèse propose la conception, la microfabrication et la caractérisation d un module bistable.
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Université de Franche-Comté
/ 13-03-2010
Miladi Walid
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La simulation numérique de l'interaction fluide structure a été étudiée dans le cadre de l écoulement du sang dans les artères. Les équations de Navier Stokes ont été utilisées pour un fluide visqueux, incompressible en interaction avec un solide hyper élastique. La formulation Euler Lagrange Arbitraire (ALE) a été utilisée en considérant un maillage dynamique ou la structure du vaisseau sanguin est décrite par une formulation Lagrangienne et le sang est décrit par une formulation Eulérienne. La connaissance des propriétés rhéologiques du sang ainsi que l'évaluation des propriétés mécaniques des vaisseaux sanguins sont des points importants dans l'élaboration de nos modèles. Un premier modèle d'interaction fluide structure présentant une bifurcation a été avancé et validé en comparaison avec ce qui a été trouvé dans la littérature. Un deuxième modèle de l'écoulement sanguin dans des vaisseaux sanguins comprenant cinq bifurcations a été traité, la variation des propriétés mécaniques de la structure de ce modèle a été étudiée afin de montrer l importance de ces propriétés pour mieux connaitre le comportement de l écoulement sanguin à travers le système artériel. Le troisième modèle qui a été avancé est l`os cortical humain, le modèle de référence a été SiNuPrOs auquel a été ajouté la prise en compte des vaisseaux sanguins qui sont localisés à l'intérieur des canaux de Havers et de Volkmann. Une des particularités de nos simulations réside dans la possibilité de pouvoir faire varier la viscosité selon divers paramètres dont le diamètre du vaisseau sanguin. Il est clair que cet effet n' est donc intéressant qu en présence de bifurcations et dans le cas de petits vaisseaux.
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Université de Franche-Comté
/ 11-03-2010
Pamba Capo-Chichi Medetonhan Shambhalla Eugène William
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Les récentes avancées dans les divers domaines liés à la micro-électronique, à l'informatique et aux réseaux sans fil ont donné naissance à de nouvelles thématiques de recherche. Les réseaux de capteurs issus de ces nouveaux progrès technologiques constituent un axe de recherche très fertile. En effet, la capacité réduite des noeuds en teme de calcul, de mémoire et d'énergie génère de nombreuses problématiques intéressantes. Le but de cette thèse est la conception d'une architecture hiérarchique de réseaux de capteurs capables de s'adapter à différents contextes en prenant en compte les contraintes énergétiques et en permettant de fournir des informations riches comme le multimédia à l'utilisateur final. Nous proposons une architecture hiérarchique avec les différents noeuds qui la composent et les technologies sans fil qui les relient. L'économie d'énergie étant un fil conducteur de notre travail et le module de transmission la principale source d'énergie, nous proposons deux nouveaux algorithmes de compression de données permettant d'optimiser l'utilisation du canal de communication. nous présentons également une solution pour le stockage de grandes quantités d'informations sur les noeuds en integrant le système de fichiers FAT16 sous TinyOS-2.x
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Université de Franche-Comté
/ 08-01-2010
Elhechmi Imen
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L'étude du développement physiologique humain et de sa variabilité a toujours été au centre des préoccupations non seulement des anthropobiologistes, mais également des médecins légistes, des dentistes, orthodontistes et des pédiatres. Les attentes de la société dans ce domaine de l identification biométrique ont évolué. Désormais, la qualité des identi cations ne se présume plus. Elle doit être dé nie, évaluée, prouvée et, au-delà, constamment améliorée. L'objectif de cette thèse était de concevoir et de réaliser un système optique pour la mesure et l analyse des périkymaties de la couronne de la dent. L'intérêt principal est de proposer un système non invasif pour la mise en évidence des périkymaties, utiliser, tester et évaluer la qualité d'une méthode de comptage des périkymaties. Le but étant la détermination de la périodicité des périkymaties, pour un classement des Hominidés. En s'appuyant sur les théories optiques : la ré ectance bidirectionnelle (BRDF) et la fonction bidirectionnelle de la texture (BTF), nous avons conçu et réalisé un système optique qui répond à tous ces critères. Au vu des résultats que nous avons obtenus sur des dents du registre des fossiles, largement étudiés dans la littérature, nous pouvons souligner la pertinence de notre approche. En effet, les résultats de nos mesures ont démontré pour la première fois la variabilité chez l Homme actuel. Le système optique que nous avons développé permet aussi de mesurer la variabilité de la périodicité des périkymaties, rappelons que cette périodicité n'est que, très partiellement connue chez l'Homme actuel et pourrait chevaucher celle observée chez les Hominidés fossiles. Notre outil offre alors un outil objectif pour un classement des Hominidés.
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Université de Franche-Comté
/ 17-12-2009
Gibeau Elie
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Parmi les nombreuses approches de la modélisation des alliages à mémoire de forme (AMF), nous avons choisi d'en traiter une, basée sur les surfaces de début de transformation de phase. Dans ce cadre, le modèle étudié est construit sur une étude thermodynamique. Le choix de la surface de début de transformation relève d'un critère de von Misès agrémenté d'une fonction de correction permettant de répondre à de critères de convexité ainsi qu'à la dissymétrie entre la traction et la compression qu'on retrouve dans les AMF. Un second modèle, issu de la littérature, a été aussi éprouvé: celui de E. Sadjadpour et Pro K. Bhattacharya. Il est bas sur une surface de fin de transformation martensitique. Cette surface particulière fait l'objet d'une étude et de détails a cours du mémoire. Jusqu'à présent ces deux modèles n'avaient été testés que de façon qualitative. Chacun de ses modèles a été confronté un ensemble de données expérimentales fournies au cours d'un colloque de l'ANR MAFESMA. Cette base de données contient des tests uniaxiaux, multiaxiaux, de commande en températures, etc... On note un grand parallélisme entre les deux modèles traités, bien que basés sur deux surfaces de transformation différentes. Une étude théorique propose un pont unissant ces domaines de transformation, la dualité entre les contraint de début de transformation et les déformations de fin de transformation a été mise en place. Des données expérimentales (iTi et CuAIBe) de la littérature ont été prises pour tester cette dualité.
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Université de Franche-Comté, Université de Technologie de Varsovie Départemnt ZIF
/ 14-12-2009
Krupa Katarzyna
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L'objectif de ce mémoire de thèse consiste à étudier et caractériser les propriétés de couche mince piézoélectrique de nitrure d aluminium (AIN) utilisées comme une couche d actionnement de micropoutres multimorphes actionnées piézoélectriquement et a évaluer leurs performances micromécaniques. Ce travail a été effectué en utilisant une méthodologie hybride basée sur 1 interaction entre le modèle physique et mathématique des objets étudiés. Ces recherches ont été faites dans le cadre d`une thèse de doctorat effectuée en cotutelle entre l`Université de Franche-Comté et Université Technologique de Varsovie. Les deux laboratoires qui ont porté ce projet sont le Département d'Optique P.M. Duffieux de l nstitut FEMTO-ST et l institut de Micromécanique et Photonique. Une méthodologie hybride opto-numérique a été proposée pour étudier des microstructures. Cette méthodologie permet la caractérisation complexe de ces échantillons en identifiant les divergences entre leur modèle physique et mathématique. Cette approche hybride, combinant les données expérimentales obtenues par l interférométrie optique et les techniques de nanoindentation avec les résultats de traitements numériques et les équations analytiques, a été appliquée pour étudier les micropoutres silicium où un film mince piézoélectrique d AlN a été déposé entre les deux électrodes métalliques. Grâce à ces interactions, les propriétés de films AIN ainsi que les comportements micromécaniques de transducteurs piézoélectriques et leur fiabilité ont été déterminés. Nous avons bâti un modèle physique de ces dispositifs multimorphes en utilisant la plateforme de métrologie basée sur l interféromètre de Twyman-Green, offrant les avantages de mesure non-destructive et la haute résolution de techniques optiques. Ainsi, nous avons obtenu des données caractérisant les comportements statiques et dynamiques de micropoutres AIN, ainsi que les différentes propriétés physiques des éléments étudiés. Enfin, quelques mesures de fiabilité de nos micro objets ont permis l évaluation de l`impact de certains paramètres géométriques et fonctionnels sur les comportements des échantillons et leur durée de vie. Le modèle mathématique proposé s appuie à la fois sur l utilisation d`équations analytiques et le calcul par la Méthode des Éléments Finis faisant appel au logiciel ANSYS. Ces calculs ont tenu compte de l aspect multicouche des éléments étudiés. Ce travail de modélisation a permis d`identifier les paramètres critiques de ces microactionneurs piézoélectriques à la fois du point de vue dimensionnel que matériel et de mieux comprendre leurs mécanismes de vieillissement. Par ailleurs, une étude de fiabilité a aussi été réalisée, en incluant des tests accélérés du vieillissement et de la fatigue, ainsi que une étude de la stabilité opérationnelle. Les résultats obtenus nous ont permis de mieux cerner quels sont les paramètres critiques de dommagement le plus probables de ces micro objets et estimer leur temps de vie. Enfin, l approche opto-numérique proposée a permis d'identifier les étapes de fabrication critiques des micropoutres d AlN afin d'optimiser leur fabrication. La méthodologie hybride proposée au cours de la thèse de doctorat a étendu la capacité métrologique des techniques d interférométrie laser. Elle permet de développer les méthodes pour la caractérisation des microstructures, la détermination de leur fiabilité et l assistance de leur technologie dans la réalisation des dispositifs fiables des paramètres requis. L application de cette méthodologie a permis de bien comprendre les propriétés de films d`AlN aussi bien que les performances des micropoutres piézoélectriques. Cela peut effectuer en une augmentation de nombre des applications possibles de ces microstructures d AlN, en améliorant leur qualité et contrôle.
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Université de Franche-Comté
/ 11-12-2009
Fourati Kallel Imen
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Suite à l'évolution des technologies et des connaissances, le développement des réseaux de communication et des supports numériques a encouragé l'utilisation des réseaux informatique pour la transmission des informations médicales. Conscient de l'importance de ces informations, ces donnés et en particulier les images médicales doivent être protégées de toute falsification. Le tatouage fragile se présente ainsi comme étant la meilleure solution. C'est dans ce contexte que s'inscrit cette thèse. Elle consiste à élaborer une nouvelle approche de tatouage fragile réversible et de la valider dans le cadre du projet Européen DECOPREME (DEpistage COllaboratif PREcoce des MElanomes). Cette approche est capable de détecter toute modification que peut subir l'image lors de son transfert et de localiser les zones modifiées et il a l'avantage de retrouver l'image originale à partir de l'image tatouée dont l'intégrité est vérifiée. Cette réversibilité est nécessaire dans tous les secteurs d'imagerie sensible, surtout pour le secteur médical.
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Université de Franche-Comté
/ 11-12-2009
El Fissi Lamia
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Les capteurs acoustiques à ondes de Love constituent une solution avantageuse pour la détection de grandeurs (bio)chimiques en milieux liquides. Ces capteurs présentent par ailleurs le potentiel notoire de découler d'une industrie mature (celle des filtres à ondes de surface) et bénéficient d'avantages de techniques avérés (sensibilité gravimétrique, compensation des effets thermiques, possibilité de mesures différentielles). Ces travaux ont permis de développer des systèmes de mesure à base de capteurs à ondes acoustiques de surface en phase liquide. Des outils théoriques ont été validés en ce sens. Deux ensembles de technologies ont été utilisés pour la fabrication d'un système d'encapsulation réalisé sur tranche et nécessaire au fonctionnement en milieux liquide, l'un à base de polymères et l'autre ayant recours au silicium et au verre. Une étude détaillée a été effectuée sur l'effet de l'ajout du système d'encapsulation sur le chemin de la propagation des ondes acoustiques. La validation du système de mesure réalisé a été obtenue par la détection des nanoparticules d'or en milieu liquide. Le suivi fidèle et en temps réel par le capteur des différentes étapes de détection a montré tout l'intérêt des capteurs acoustiques à ondes de Love par rapport aux méthodes de mesure classiques de la biochimie analytique.
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