Méthodes d'accéleration pour la résolution numérique en électrolocation et en chimie quantique

par Philippe Laurent

Thèse de doctorat en Automatique, productique

Sous la direction de Frédéric Boyer et de Pierre Rouchon.

Soutenue le 26-10-2015

à Nantes, Ecole des Mines , dans le cadre de Sciences et Technologies de l'Information et Mathématiques , en partenariat avec Université Paris-Dauphine (Université) et de Institut de Recherche en Communications et en Cybernétique de Nantes / IRCCyN (laboratoire) .

Le président du jury était Laurence Halpern.

Le jury était composé de Virginie Ehrlacher, Julien Salomon.

Les rapporteurs étaient Laurence Halpern, Alfio Borzì.


  • Résumé

    Cette thèse aborde deux thématiques différentes. On s’intéresse d’abord au développement et à l’analyse de méthodes pour le sens électrique appliqué à la robotique. On considère en particulier la méthode des réflexions permettant, à l’image de la méthode de Schwarz, de résoudre des problèmes linéaires à partir de sous-problèmes plus simples. Ces deniers sont obtenus par décomposition des frontières du problème de départ. Nous en présentons des preuves de convergence et des applications. Dans le but d’implémenter un simulateur du problème direct d’électrolocation dans un robot autonome, on s’intéresse également à une méthode de bases réduites pour obtenir des algorithmes peu coûteux en temps et en place mémoire. La seconde thématique traite d’un problème inverse dans le domaine de la chimie quantique. Nous cherchons ici à déterminer les caractéristiques d’un système quantique. Celui-ci est éclairé par un champ laser connu et fixé. Dans ce cadre, les données du problème inverse sont les états avant et après éclairage. Un résultat d’existence locale est présenté, ainsi que des méthodes de résolution numériques.

  • Titre traduit

    Acceleration methods for numerical solving in electrolocation and quantum chemistry


  • Résumé

    This thesis tackle two different topics.We first design and analyze algorithms related to the electrical sense for applications in robotics. We consider in particular the method of reflections, which allows, like the Schwartz method, to solve linear problems using simpler sub-problems. These ones are obtained by decomposing the boundaries of the original problem. We give proofs of convergence and applications. In order to implement an electrolocation simulator of the direct problem in an autonomous robot, we build a reduced basis method devoted to electrolocation problems. In this way, we obtain algorithms which satisfy the constraints of limited memory and time resources. The second topic is an inverse problem in quantum chemistry. Here, we want to determine some features of a quantum system. To this aim, the system is ligthed by a known and fixed Laser field. In this framework, the data of the inverse problem are the states before and after the Laser lighting. A local existence result is given, together with numerical methods for the solving.


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