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In many of the remote areas, the diesel generator is the main source of power supply. The cost of grid extension is, and will probably continue to be, prohibitive and the fuel cost increases severely with the remoteness of the location. The combination of several energy sources (wind turbines, photovoltaic panels, small hydroelectric power plants etc.) in a Hybrid Power System (HPS) can be very attractive for most of the remote areas, in terms of cost and availability.However, improvements of the design and operation of the HPS are still needed to make this technology more competitive in remote areas. In this context, the work presented in this thesis is a contribution to the behaviour analysis and the performances control of an HPS constituted by two renewable energy sources, a diesel generator and storage batteries. This kind of system is studied according to three aspects: sizing, maximizing the use of the renewable resources and power quality.To maximize the use of renewable resources, the size and operation of the HPS components are matched to the load and the available renewable resources. Then, simulation models for all components of the HPS are developed and brought together in a parametric library under MATLAB/Simulink environment. The simulation models, sufficiently precise, are used in a modular manner for a higher flexibility of the HPS dynamic behaviour investigation and to test different control strategies. Each source of the system includes a control strategy either to satisfy an energy criterion or to reproduce a realist dynamic behaviour.In order to be able to analyze and to improve the voltage quality, simulation models capable of treating unbalances were developed. A four-leg bi-directional converter is the proposed solution to mitigate the voltage unbalance. Special control strategies associated to this topology have been proposed to improve the quality of the output voltage under unbalanced load conditions.The simulations results show that using power electronics and the suitable control strategies, it is possible to have a high level integration of renewable energy sources and to improve the power quality of an HPS.; Dans la plupart des régions isolées, le générateur diesel est la source principale d'énergie électrique. Pour ces régions, le prix d'extension du réseau électrique s'avère prohibitif et le surcoût de l'approvisionnement en combustible augmente radicalement avec l'isolement. Dans ce contexte, l'interconnexion de plusieurs sources d'énergie renouvelable (des éoliennes, des panneaux photovoltaïques, des petites centrales hydroélectriques, etc.) dans un Système d'Energie Hybride (SEH) peut avoir une incidence profitable sur la production d'énergie électrique, en termes de coût et de disponibilité.Cependant, des améliorations dans la conception et le fonctionnement des SEH sont toujours nécessaires pour rendre cette technologie plus compétitive dans les régions isolées. Ainsi, le travail de recherche présenté dans cette thèse est une contribution à l'analyse du comportement et à la maîtrise des performances d'un SEH constitué par deux sources d'énergie renouvelable, un générateur diesel et des batteries de stockage. Ce type de système est étudié selon trois aspects : dimensionnement, maximisation de l'utilisation des ressources renouvelables et qualité de l'énergie électrique. Pour maximiser l'utilisation des ressources renouvelables, le dimensionnement et le choix du fonctionnement des composants sont réalisés en tenant compte des ressources énergétiques disponibles, ainsi que des contraintes d'utilisation. Ensuite, les modèles de simulation pour les sources du SEH, les éléments d'interconnexion et le système de stockage sont développés et réunis dans une bibliothèque de modèles paramétriques sous l'environnement MATLAB/Simulink. Les modèles de simulation, suffisamment précis, sont utilisés de manière modulaire pour une plus grande flexibilité dans l'étude du comportement dynamique du SEH et pour tester différentes stratégies de commande. Cette démarche permet ainsi de créer des scénarios de conditions de fonctionnement pour le SEH et de faire varier par la simulation, les sources d'énergie et/ou le niveau et le type de charge. Chaque composant du SEH étudié inclut une stratégie de commande, dans le but soit de satisfaire un critère énergétique, soit de permettre de reproduire un comportement dynamique réaliste. En vue de pouvoir analyser et améliorer la qualité de la tension, nous avons développé des modèles capables de rendre compte et de traiter les déséquilibres. Un convertisseur bidirectionnel à quatre bras est proposé comme solution pour équilibrer la tension générée en conditions de charge déséquilibrée. Des commandes spéciales associées à cette structure ont été proposées pour améliorer la qualité de la tension aux bornes de la charge.Les résultats obtenus en simulations montrent qu'avec l'électronique de puissance et des stratégies de commande appropriées, il est possible d'avoir un degré plus élevé d'intégration des sources d'énergie renouvelable et d'améliorer la qualité de l'énergie générée par un SEH.

Article No 120, 7 pages; International audience; Many technical domains, as mechanical part assembling, or architectural design, require 3D object handling and visualization that take into account real world parameters, hidden in the numerical world. For example, while designing a mechanical part with CAD software, an engineer would like to test an assembling task so as to avoid problems as relative positioning. New devices (spatial mice, data-gloves, etc.) are too generic and don’t provide the required feedback; Tangible User Interfaces (TUIs) are often based on complex techniques and require expensive and bulky hardware. Moreover, most of time they don’t permit to use other objects than those initially foreseen. In this paper, we present a TUI based platform that allows to use any everyday life real world object to handle and visualize any 3D numerical model. This platform is based on a video capture system: once a real world object, called interactor, has been acquired, it is possible to associate it with a 3D numerical model. Then, any operation (planar translation and rotation) performed with an interactor is reflected into the application. This solution is non intrusive and is based on interaction objects that are all the more in balance with the user task as they have been chosen by the application designer.

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Démonstrations; National audience; In this paper we present an operational tangible user interface dedicated to the mechanical CAD (Computer Aided Design) parts assembly. This platform is mainly based on the handling of physical objects. In our application field we show that our physical objects lead to take into account assembly constraints from the beginning of the design phase and especially during the phase of CAD model manipulation. We show how the use of our platform leads the designer to have a physical perception of the assembly constraints during the ”virtual” phase of design on computer.; Dans cet article, nous présentons une interface tangible (TUI), ESKUA, dédiée au domaine de la conception et de la fabrication assistées par ordinateur (CFAO). Notre objectif est de permettre l’anticipation des contraintes d’assemblage du produit dès la phase de conception et notamment lors de la phase de manipulation des modèles géométriques CAO. Pour cela, lors de la phase virtuelle de conception, nous instrumentons la phase d’assemblage du produit avec des objets tangibles afin de matérialiser les contraintes physiques de l’activité d’assemblage.

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WOS:000232176403013; International audience; This paper deals with a new codec based on the JPEG 2000 standard that will use a market hardware codec in order to build a road surveillance device. The developed coder consists in 4 processing steps, namely construction of a reference image, foreground extraction (ROI mask), encoding with JPEG 2000 and transmission through a wireless device. A …rst order recursive …lter is used to build a reference image that corresponds to the background image and the updated reference image is computed according to a mixture of Gaussians model. The system builds a reference image and transmits it towards a decoder through the GSM network. After the initialization phase, the reference image is updated automatically according to a Gaussian mixture model, and when the ROI can be considered as null, a piece of the updated background image is sent. We perform motion detection in order to extract a binary mask. The motion mask gives the region of interest for the system. The current image and the motion mask are coded using the ROI option of JPEG 2000 codec with a very low bit rate and transmitted towards the decoder. The complete scheme is implemented and it reaches the expected performances. We also showed how the local background image is built and updated at each frame. We presented the strategy in order to update smoothly the remote background image. The implementation runs at 5-8 frames per second on a 1.8 GHz AMD processor for 320x240 color images.

International audience; There are many techniques that reconstruct continuous 3D surfaces from scattered point data coming from laser range scanners. One of the most commonly used representations are Point Set Surfaces (PSS) defined as the set of stationary points of a Moving Least Squares (MLS) projection operator. One interesting property of the MLS projection is to automatically filter out high frequency noise, that is usually present in raw data due to scanning errors. Unfortunately, the MLS projection also smoothes out any high frequency feature, such as creases or corners, that may be present in the scanned geometry, and does not offer any possibility to distinguish between such feature and noise. The main contribution of this paper, is to present an alternative projection operator for surface reconstruction, based on the Enriched Reproducing Kernel Particle Approximation (ERKPA), which allows the reconstruction process to account for high frequency features, by letting the user explicitly tag the corresponding areas of the scanned geometry.

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International audience; This paper presents the comparison of two approaches for Wind Turbines (WT) control design. The classical approach analyses the system for choosing the controlled variables before designing a linear controller. The second approach consists on inversing a Causal Ordering Graph (COG) representing the system in order to design a non linear controller. After giving the main control objectives and the modelling of the considered WT, the design of the controllers in Partial (PL) and Full Load (FL) is described. Simulations show that the two approaches give similar results in PL and that the COG approach leads to a better WT behaviour in FL.

International audience; In this paper we propose a new approximation technique within the context of meshless methods able to reproduce functions with discontinuous derivatives. This approach involves some concepts of the reproducing kernel particle method (RKPM), which have been extended in order to reproduce functions with discon-tinuous derivatives. This strategy will be referred as Enriched Reproducing Kernel Particle Approximation (E-RKPA). The accuracy of the proposed technique will be compared with standard RKP approximations (which only reproduces polynomials).

With regard to product development processes, the PDM (Product Data Management) system aims at the management of product data and related documents. The specification and implementation of such a system strongly depends on company needs and also on the system characteristics. Generally the PDM system requires a specific way of structuring product data and its management. In recent works, the use of the UML approach has been proposed to formalise the specifications in order to enable the implementation of a PDM system. The main goal of this paper is to study the implementation of such UML based specifications through two different PDM systems, in order to assess their functionalities according to the needs of product development process management. The case study used is extracted from a turboprop aircraft project.

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National audience; Les outils PLM (Product Lifecycle Management - Gestion du cycle de vie du produit) proposent en standard des fonctionnalités de modélisation de la structure produit mais aussi plus récemment des fonctionnalités de personnalisation de cette structure. De leur coté, les modélisations de produit sont multiples en fonction des experts qui interviennent en conception et qui doivent garantir leurs collaborations. Cet article a pour objet d'étudier comment un outil PLM peut être personnalisé pour représenter les informations issues de modèles de produit existant en vue de permettre à chaque expert de partager des informations communes ou spécifiques tout au long du projet. A titre d'exemple, le positionnement de PDMLink et de l'environnement de collaboration développé dans le cadre du projet IPPOP est étudié par l'intermédiaire d'un scénario de conception collaborative.

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International audience; This paper presents a new method to simulate problems with moving interfaces. We use a meshless method where the approximation functions can reproduce discontinuities in the field derivatives. The position of the discontinuity is defined independent of the nodes that define the approximation. We apply our method to the propagation of a melting boundary.

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In the field of the mechanical assembly, CAD software, while assisting the designer in its task, mask problems appearing only at the manufacturing phase. For example, setting relative position of two parts is trivial using the mouse but can be complicated if not impossible in reality. In this thesis, we propose to solve this problem by allowing the designer to really test the assembly as soon as possible in the design process. To this end, we chose to create a tangible interface adapted to the assembly constraint. We chose the concept of tangible interfaces, as input devices (interactors) are real objects that have a behavior or an appearance close to the behavior of virtual objects. So every tangible interface is application specific and may reveal problems with the behavior of virtual objects (the assembly in our case). First, we generated design principles and expressed the characteristics of a tangible interface. Then in a second step, we have established a taxonomy on the principles of interaction, from which we have emerged a number of principles of interaction and how to use them according to the utility and use of the action . After this work we also studied the assembly with researchers in mechanical design to understand the behavior that should have our interactors. Then we finished the production of a video monitor to capture information interactors. We delivered all of this work under the ESKUA project as a prototype. This prototype comprises three components: the interactors (real objects), the platform (handling part), the interactor-odinateur communication (video), can manipulate multiple CAD models simultaneously through interactors., Dans le domaine de l'assemblage mécanique, les logiciels CAO, tout en aidant le concepteur dans sa tâche, masquent des problèmes n'apparaissant que lors de la phase de fabrication. Par exemple, la mise en position relative de deux pièces est triviale à l'aide de la souris mais peut s'avérer complexe voire impossible dans la réalité. Dans cette thèse, nous proposons de résoudre ce problème en permettant au concepteur de tester réellement l'assemblage le plus tôt possible dans le processus de conception. Dans ce but, nous avons choisi de créer une interface tangible adaptée au contrainte d'assemblage. Nous avons choisi le concept des interfaces tangibles, car les périphériques d'entrées (interacteurs) sont des objets réels qui ont un comportement ou une apparence proche du comportement des objets virtuelles. Ainsi, chaque interface tangible est spécifique à une application et peut faire apparaître des problèmes liés au comportement des objets virtuelles (l'assemblage dans notre cas). Dans un premier temps, nous avons dégagé des principes de conception et exprimé les caractéristiques d'une interface tangible. Puis dans un second temps, nous avons établi une taxinomie sur les principes d'interaction, à partir de laquelle nous avons fait émerger plusieurs principes d'interaction et la manière de les employer selon l'utilité et de l'usage de l'action. Après ces travaux nous avons également étudié l'assemblage avec des chercheurs en conception mécanique pour comprendre le comportement que devrait avoir nos interacteurs. Puis nous avons terminé par la réalisation d'un suivi vidéo pour capturer les informations des interacteurs. Nous avons concrétisé tous ces travaux dans le cadre du projet ESKUA sous la forme d'un prototype. Ce prototype comprenant trois composants : les interacteurs (objets réels), la plate-forme (cadre de manipulation), la communication interacteur-odinateur (vidéo), permet de manipuler plusieurs modèles CAO simultanément par le biais des interacteurs.

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International audience; The different kinds of electrical power generators that might be used to feed power into a hybrid power system (HPS) can be connected to the load in several different ways. One important development is an electrical system in which the renewable sources feed a common DC-link while the load is fed by an inverter in parallel with a diesel generator. One advantage is that the system is very flexible. The diesel generator and the inverter can operate in stand-alone or parallel mode and an amount of the power feeds directly the load without losses. This paper presents an analysis of the behaviour of an HPS affected by the variability of the renewable resources and of the load using a dynamic simulation model. The model is based on two types of renewable power generation: wind turbine generator and photovoltaic generator, connected to an isolated grid constituted by a diesel generator. The interconnection of the renewable sources with the diesel generator is carried out by a DC-link and an inverter. The analysis focuses on the DC-link and AC bus. Two topologies of the system are investigated: with and without storage.

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We report on a step-induced morphological modification in Cobalt thin films (from 5 to 90 monolayers (ML)) oil Au(1 1 1) substrates studied by grazing incidence X-ray diffraction (GIXD). When the cobalt film is deposited on the highly stepped Au(2 3 3) substrate its structure is found to be mainly face centered cubic (FCC) whereas its natural bulk structure is hexagonal close-packed (HCP). Relaxation and stacking fault probability have been determined using a simple diffraction model which fits all the GIXD data. A vicinal Co interface including this stacking fault probability and a small rotation of the Co(1 1 1) planes with respect to the Au(1 1 1) planes is proposed which is in exact registry with the Au vicinal surface. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

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Les phases amont des projets de conception peuvent etre des periodes propices a l’introduction d’innovations technologiques dans les produits. Lors de ces phases, les processus de cooperation et de confrontation des differents points de vue entre les acteurs impliquent des echanges d’informations qui sont parfois informels, non contractuels et peu ou pas structures. Pourtant, ces phases de negociation et de prospective constituent des enjeux tres strategiques pour la diffusion de l’innovation. Dans le cadre d’une etude de terrain industriel, l’observation participante de l’emergence de solutions innovantes nous a conduits a elaborer un environnement collaboratif specifique denomme ID2 (innovation developpement et diffusion). Cet outil propose une structuration semi-formelle des informations manipulees afin de favoriser les interactions entre les acteurs et la diffusion de l’innovation. Dans cet article, nous etudions dans quelle mesure les principes proposes dans ID2 peuvent etre mis en œuvre dans une configuration particuliere d’un systeme de gestion de donnees techniques (SGDT) generique. Nous appuyons alors notre propos sur le maquettage du SGDT Windchill (PTC) et nous montrons les limites des deux outils proposes.

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This work lies within a Cifre convention and relates more particularly to trade data transfer between ergonomist and mechanic designers. This work is based on tools collaborative design for the optimization of car seats design. Adopting the point of view of the ergonomist, we fall under the research topic of the Laboratory associated with Design of Products and Innovation of the ENSAM on the integration of the trades in the design process. According to our industrial context, it is more precisely a question of identifying the phases of the seat design process in which the ergonomist can intervene and to instrument his collaboration with the design team, in particular with mechanic designers. The data transfer of the ergonomists to the designers is based on the transfer of written recommendations. After analyzing this object and showing its complexity, we will present how the collaborative design of the data transfer instrumentation can bring a pragmatic solution to the difficulties of the ergonomics integration in the car seat design. With this intention, we will first of all show the collaborative step installation. We will present then how the working group made up of two ergonomists and eight mechanic designers, enabled us to work out the principles of data transfer software design on two subjects: the positioning of the heads and the elbows of car seats user. After presenting these tools, we will approach the contributions of our work for the integration of ergonomics in the mechanical design., Ces travaux s'inscrivent dans le cadre d'une convention Cifre et portent plus particulièrement sur le transfert de données métier dans l'entreprise entre l'ergonome et le concepteur mécanicien, basé sur la conception collaborative d'outils d'optimisation de la conception de sièges d'automobile. Adoptant le point de vue de l'ergonome, nous nous inscrivons dans le thème de recherche du Laboratoire associé de Conception de Produits et Innovation de l'ENSAM sur l'intégration des métiers dans le processus de conception. Il s'agit plus précisément dans notre projet d'identifier les phases de la conception du siège d'automobile au sein desquelles l'ergonome peut intervenir et d'instrumenter sa collaboration avec l'équipe de conception, en particulier avec les concepteurs mécaniciens. Le transfert de données des ergonomes aux concepteurs est basée sur le transfert de recommandations écrites. Après avoir analyser cet objet et démontrer sa complexité, nous présenterons comment la conception collaborative de l'instrumentation du transfert de données peut apporter une solution pragmatique aux difficultés d'intégration de l'ergonomie dans la conception de siège d'automobile. Pour ce faire, nous montrerons tout d'abord la démarche collaborative mise en place. Nous présenterons ensuite comment le groupe de travail constitué de deux ergonomes et de huit concepteurs mécaniciens nous a permis de dégager les principes de conception d'outils logiciels de transfert de données sur deux sujets : le positionnement des têtes et des coudes des usagers de siège d'automobile. Après avoir présenter ces outils, nous aborderons les apports de nos travaux pour l'intégration de l'ergonomie dans la conception mécanique. Nous présenterons notamment l'échelle d'évaluation développé, permettant d'entrevoir des pistes de recherche pour l'évaluation de la collaboration pluridisciplinaire.

International audience; The field of interaction system is very wide from the mouse to the data glove while in passing by the cubic mouse [7], metaphors ("WIM" [17], voodoo Dolls [13]) and tangible user interface. In these systems of interaction, the designer of these interfaces seek to simplify the interaction by using human knowledge in order to create behavioral interface. In this paper we propose a new kind of tangible interface based on the handling of physical object that we call "interacteurs". In that goal, after a short introduction on the context of the study, we introduce the concept of Tangible User Interface with samples. Then, we present our reflexion on TUI for Handling : from the hardware to the software. For that, we define a typology of interacteurs based on concept proposed in Design For Assembly (DFA) methors, and we explain our idea of a tangible user interface: ESKUA.

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National audience; Coordination en ingénierie de la conception : mise en œuvre d'un système multi-agents