Dissertations / Theses on the topic '3D vitesse'

L'accès à une image sismique fiable du sous-sol nécessite un modèle de vitesse cinématiquement correct. La tomographie de réflexion permet, si une base de données cinématiques complète et cohérente lui est fournie, de répondre à cette exigence. Or, dans le cas de structures complexes, la propagation des ondes peut conduire à des évènements sismiques difficilement interprétables dans les sections sismiques. La méthode SMART est une méthode séquentielle reposant sur la tomographie de réflexion pour la mise à jour du modèle de vitesse et sur le domaine migre profondeur avant sommation pour l'extraction de l'information cinématique non accessible en temps. Pour déterminer des modèles de vitesse 3d du sous-sol dans le cas de structures complexes, nous proposons la méthode SMART 2d sériée comme alternative à la méthode SMART 3d, à l'heure actuelle non envisageable. Afin d'extraire l'information cinématique d'un jeu de données 3d, nous utilisons des détours dans le domaine migre profondeur 2d avant sommation pour une série de lignes du jeu de données 3d, couplés à une mise à jour du modèle de vitesse par tomographie de réflexion 3d. Les temps de trajet issus de la méthode SMART étant indépendants du modèle de vitesse utilisé pour passer dans le domaine migre profondeur, l'accès à des temps de trajet 3d est assuré. Par ailleurs, nous proposons la construction d'un guide cinématique pour assurer la cohérence des interprétations profondeur 2d sériées et l'extraction d'une base de données cinématiques 3d complète dans le cas d'une propagation 3d des ondes. L'efficacité de la méthode SMART 2d sériée est illustrée sur un jeu de données réelles 3d enregistré au-dessus d'une ride salifère de mer du Nord. Un modèle de vitesse 3d du sous-sol fournissant une image 3d correcte de la base du sel sous la structure salifère a été déterminé. De plus, ce résultat a été obtenu en un temps comparable aux temps de réponse des méthodes couramment utilisées dans l'industrie.

Malgré des résultats prometteurs, les procédés de mise en forme à grande vitesse sont encore peu utilisés dans l'industrie du fait d'un manque de compréhension du phénomène de Bande de Cisaillement Adiabatique (BCA).Ce travail présente le développement d'outils numériques permettant la simulation adaptative et l'analyse de BCA dans des procédés 3D de mise en forme à grande vitesse. L'utilisation du modèle ALE-adaptatif séquentiel développé dans le logiciel Forge3 permet pour la première fois la simulation automatique de BCA 3D. L'étude des résultats numériques permet de proposer une description innovante du processus de formation de BCA. Les moyens de calcul requis s'avérant très importants, un nouveau code éléments finis hautement parallèle appelé Forge++ est développé. Ce dernier inclut de nouveaux algorithmes tels que le couplage thermomécanique implicite, la méthode de stabilisation RFB et un recouvrement par patch parallèle pour une meilleure simulation de BCA.

Nous presentons dans ce memoire de these un modele numerique centimetrique 3d de friction solide specifiquement dimensionne pour les grandes vitesses de glissement. Le modele particulaire, base sur la methode sph, est entierement dynamique et traite les ondes acoustiques. Apres un rappel des lois usuelles de friction et des differents regimes de glissement, nous presentons rapidement les equations hydrodynamiques regies par le code sph. La dissipation est ajoutee aux equations de mouvement des particules sous la forme d'un simple amortissement visqueux. Nous determinons ensuite la gamme des pressions et des vitesses de glissement accessibles tout en restant dans un regime de deformation purement elastique. Nous examinons en detail tous les problemes lies a la mise au point du modele, notamment la construction de l'interface entre patin et substrat ou encore l'elimination des rebonds acoustiques sur les bords des objets. Les simulations realisees sur des surfaces lisses demontrent que la friction croit avec la dissipation. Le coefficient de friction sature vers une valeur limite quand l'amortissement est tres fort. Nous constatons que la friction augmente avec la vitesse dans la gamme des grandes vitesses de glissement, c'est-a-dire entre 1 m/s et 10 m/s. Il existe une transition entre un regime de glissement sans saut dans lequel patin et substrat sont en complete adherence et un regime de deplacement par bonds dont l'amplitude est fonction de la vitesse et du taux d'amortissement. Nous observons un accroissement de la friction avec la taille des asperites des surfaces rugueuses pour un taux d'amortissement fixe optimal. Nous regardons l'evolution du coefficient de friction en fonction de l'angle d'appariement des surfaces en contact. La valeur la plus basse du coefficient de friction est atteinte dans le cas parfaitement incommensurable.

Les nouvelles générations de compresseurs se caractérisent par des charges et des vitesses de rotation élevées. Les écoulements qui s'y développent sont fortement tridimensionnels, visqueux et instationnaires ce qui les rend difficiles à appréhender par les codes de calcul. Ceci se traduit au niveau expérimental par un besoin de moyens de mesure donnant accès au champ de vitesse tridimensionnel dans les parties mobiles. L'anémométrie laser bipoint bidimensionnelle a contribué à la compréhension des écoulements dans les rotors, mais doit évoluer pour autoriser la mesure des champs de vitesse tridimensionnels. Il s'agissait dans cette étude de mettre en œuvre une technique d'anémométrie l2f tridimensionnelle. Ceci a permis d'identifier les difficultés liées à la technique, et a conduit au développement d'une méthode de traitement statistique pour pallier aux limitations géométriques et pour permettre la restitution du champ de vitesse complet malgré l'enregistrement non simultané des données nécessaires à sa reconstitution. Une validation dans un jet axisymétrique a complété cette première partie du travail et a montré que la détermination de la composante de vitesse on-axe (i. E. Dirigée selon l'axe de rotation du système optique), s'avérait moins aisée que celle des deux autres. En particulier, elle n'est mesurée qu'avec une précision assez faible et devient inaccessible dans les écoulements fortement turbulents (tu>15%). Par la suite, la méthode a été appliquée à l'étude de l'écoulement dans un compresseur axial basse-vitesse. Les vitesses radiales (composante on-axe pour le système optique) obtenues dans les zones très fluctuantes sont entachées d'une erreur importante, ce qui restreint l'étude des écoulements de jeu. Dans la zone saine, les niveaux de la vitesse radiale dans les canaux inter-aubes restent la plupart du temps dans la plage d'incertitudes. Malgré cela, des migrations radiales sous l'effet de mécanismes non-visqueux ont pu être mises en évidence.

La vitesse des ondes de cisaillement est généralement mesurée en laboratoire en utilisant des éléments piézoélectriques comme les bender elements (BE). Cependant, ces techniques présentent certains problèmes au niveau de l’émission à la fois des ondes primaires et de cisaillement, les effets de champ proche, les effets de bords, et l’incertitude au niveau de l’interprétation du signal. Une nouvelle technique, baptisée technique des anneaux piézoélectriques (P-RAT) a été développée dans le laboratoire géotechnique de l'Université de Sherbrooke afin de minimiser / éliminer les difficultés associées aux autres techniques, en particulier, la pénétration des échantillons, obligatoire pour la technique BE. Cette étude présente une description de la technique P-RAT ainsi que les résultats des simulations numériques réalisées avec le code informatique COMSOL afin d'étudier l'interaction entre les composantes du P-RAT et l'échantillon testé (sol ou solide). L’étude démontre l’efficacité du concept de la méthode P-RAT et présente des modifications pour améliorer la fiabilité et la performance de la méthode P-RAT afin d’étendre son applicabilité dans le domaine du génie civil. L’implémentation de la dernière génération de P-RAT dans une cellule triaxiale et une autre œdométrique était l’aboutissement de cette étude.

La topologie modulaire multiniveaux est une structure d'électronique de puissance construite par la mise en série de sous-modules identiques, composés chacun d'une cellule de commutation et d'un condensateur. Un tel système de conversion pouvant comporter un grand nombre de cellules permet d'augmenter le rendement global et la qualité des signaux en sortie. De plus, il permet d'utiliser des composants basse tension présentant un meilleur comportement dynamique et un rapport qualité-prix bien supérieur aux composants moyenne tension. Il permet également, par rapport aux structures conventionnelles, une grande souplesse pour la conception et la fabrication du fait de son aspect modulaire, tout en s'affranchissant d'un transformateur volumineux et onéreux en entrée. Comparé aux autres types de topologies, avantageuses avec un nombre limité de niveaux, le convertisseur modulaire multiniveaux semble être mieux adapté aux applications en moyenne et haute tensions, qui sont tributaires de l'association des composants de puissance. Néanmoins, pour la variation de vitesse, un certain nombre de défis technologiques ont été mis en évidence, compte tenu du fonctionnement particulier de l'onduleur modulaire multiniveaux et des contraintes imposées par l'opération en très basse fréquence. En le fonctionnement normal, la forme d'onde des courants internes, contrairement aux autres types de topologies, n'est pas symétrique en raison de la distribution du courant direct dans chaque bras. Cela entraîne une disparité significative en termes de dissipation thermique parmi les interrupteurs constituant un sous-module. Avec le choix d'une technologie de packaging 3D, la possibilité de refroidir les puces semi-conductrices en double-face offre une meilleure capacité de refroidissement et une nouvelle perspective de conception des modules pour cette application. Un nouveau concept de report de puces est présenté et un prototype de tel module a été réalisé, modélisé et caractérisé. Il permet d'équilibrer globalement la chaleur dissipée par les puces sur les deux faces du module, problème inhérent à l'emploi de structure 3D. Conjugué à la mutualisation d'un interrupteur par deux puces en parallèle, la nouvelle architecture a aussi pour objectif d'équilibrer le refroidissement double-face dans le temps. En effet, pour les opérations en basse fréquence, les interrupteurs fonctionnent en régime instationnaire avec de forte variation de température, il n'est donc plus possible de compenser les effets thermomécaniques de chaque composant l'un par l'autre, comme en régime stationnaire et avec un positionnement planaire des puces. D'autre part, d'un point de vu systémique, la stratégie de commande et le dimensionnement des condensateurs flottants de l'onduleur modulaire multiniveaux sont deux aspects intimement liés. En effet, les condensateurs flottants sont le siège d'ondulations de tension de très forte amplitude. Cela a pour effet de déstabiliser l'onduleur, voire de provoquer la destruction des composants en atteignant des niveaux de tension trop élevés. Ainsi, des contrôleurs judicieusement conçus permettent de réduire les ondulations indésirables, et a fortiori, d'embarquer des capacités moins importantes dans le système, tant que ces dernières sont inversement proportionnelles à l'ondulation de la tension. Afin d'avoir une compréhension approfondie sur les dynamiques régissant le convertisseur modulaire multiniveaux, un modèle dynamique global basé sur la représentation d'état a été établi. Bien que cette représentation soit limitée à l'harmonique 2 des grandeurs caractéristiques, elle permet une fidèle interprétation du mécanisme de conversion sans passer par des modèles énergétiques bien plus complexes à exploiter, et de proposer des lois de commande montrant leur efficacité notamment autour de la fréquence nominale. Cela a été vérifié sur une maquette de puissance réalisée dans le cadre de cette thèse<br>Multilevel modular topology converts energy between two direct and alternative endings. This structure is constructed by the series connection of identical sub-modules, composed of a switching cell and a floating capacitor, and with arm inductors. Such a conversion system may reach a large number of levels increases the overall efficiency and quality of the output signals. In addition, it allows the use of low voltage components with better dynamics and cost effectiveness above the high voltage components. It also allows flexibility in the work of design and manufacture due to its modularity, while avoiding a bulky and expensive input transformer, regarding the conventional technology. Compared with other types of topologies, advantageous with a limited number of levels, the modular multilevel converter seems to be more suited for medium and high voltage applications, which are dependent on the association of power components. However, for variable speed drive application, a certain number of technological challenges have been highlighted, given the specific functional characteristics of the modular multilevel inverter and the constraints imposed by the very low frequency operation. On the one hand, for the normal operation of a multilevel modular converter, the waveform of the internal currents, in contrast to other types of topologies, is not symmetrical due to the distribution of the direct current in each phase leg. This may entail a significant disparity in terms of heat dissipation within the switching devices constituting a sub-module. Therefore, the problem of thermal management of active components is emphasized in the use of a modular multilevel converter. With the choice of a 3D packaging technology, interconnection by bumps, the ability to cool the semiconductor chips through the both sides of a module offers better cooling effects and a new perspective to design the power module for the studied structure. The concept of laying chips on both the two substrates of module without facing each other provides overall balanced dissipation in the space and permit to overcome the unbalanced heat distribution induced by bumps. Combined with the sharing of a switch by two chips in parallel, the proposal of the new architecture for 3D power module also aims to balance the double-sided cooling in the time range. Indeed, for the very low frequency operation, the switches operate in unsteady state where each switch has its own thermal behavior, it is no longer possible to compensate the thermo-mechanical constraints over each component with the help of the others, as in steady state and with a planar chips positioning scheme. On the other hand, from a systemic point of view, the control strategy and the dimensioning of floating capacitors of modular multilevel inverter are two interrelated aspects. Because the floating capacitors, having the role of energy sources, are loaded / unloaded through the modulation period, which causes very high voltage ripples across those capacitors with a very low frequency. This will destabilize the inverter and even provoke the destruction of components by approaching too high voltage levels. Thus, wisely designed controllers reduce unwanted ripples and, furthermore, allow embarking much smaller capacity in the system, as they are inversely proportional to the voltage ripple. In order to have a thorough understanding on the dynamics governing the modular multilevel converter, a comprehensive dynamic model based on state-space representation was established. Although this representation is limited to the second harmonic of characteristic variable, it allows a faithful interpretation of the conversion mechanism without using energy models, more complex to operate, and control laws can also be proposed and their effectiveness around the nominal frequency has been underlined. Concerning the very low frequency operations, another solution has been proposed and is ongoing patent pending

Cette thèse a pour but de proposer une formulation EF adaptée à la modélisation de l'usinage à grande vitesse en pointe d'outil. La simulation doit pouvoir détecter les phénomènes extrêmement localisés qui peuvent apparaître, avec des temps de calcul raisonnables. L'implémentation est réalisée à l'aide de la librairie EF CimLib, offrant un remailleur adaptatif robuste non structuré et permettant le calcul massivement parallèle. Le travail se décompose en deux parties. La première consiste à développer, implémenter et valider une formulation de type explicite non sensibles au locking volumique, permettant l'utilisation d'algorithmes de remaillage non structurés robustes. Deux formulations sont comparées en dynamique rapide: une semi-explicite, basée sur des éléments tétraédriques mixtes avec stabilisation bulle et une explicite, basée sur des éléments tétraédriques linéaires modifiés. La seconde partie consiste à appliquer la formulation explicite, retenue pour son efficacité, au cas particulier de l'usinage à grande vitesse. Une résolution thermique est implémentée et couplée à la mécanique. Des simulations thermomécaniques de coupe orthogonales 2D de Ti6Al4V sont réalisées. Les résultats obtenus sont en très bonne adéquation avec la littérature, et permettent d'importants gains de temps de calcul. L'initiation et la propagation de la bande de cisaillement dans le copeau peuvent être analysés précisément. Un algorithme de R-Adaptation surfacique a été ajouté afin d'étendre ces résultats en 3D. On peut alors se rapprocher de la réalité industrielle du procédé sans perdre en précision<br>The aim of this work is to present a FE formulation particularly adapted to the simulation of high speed machining at the cutting edge level. The modelling should be able to detect the very local phenomena that could occur, with reasonable computation times. This code is implemented using the FE library CimLib, which offers robust adaptive non-structured remeshers and allows massive parallel computing. This work can be split in two parts. The first one consist in developing, implementing and validating an explicit type formulation, which is not sensitive to volumetric locking and allows using robust adaptive non-structured remeshers. Two formulations have been compared in the field of rapid dynamics: a semi-explicit one with mixed tetrahedral elements and RFB stabilization and an explicit one with modified linear tetrahedral elements. The second part of the work consists in applying the explicit formulation presented above to high speed machining. A thermal solver is implemented and coupled to the mechanical one. 2D micro machining simulations of Ti6Al4V orthogonal cutting are performed. Results are in very good agreement with literature, and important calculation time sparing is observed. The initiation and propagation of the adiabatic shear band in the chip can be analyzed in details. A R-adaptation procedure has been added to the normal remeshing procedure in order to be able to extend those results in 3D. We can then get closer of the real industrial processes, without loosing precision

Afin de satisfaire les exigences de sécurité requises dans l’aviation civile, la stratégie adoptée consiste à multiplier les chaînes de mesure pour une même information. Il est aujourd’hui recommandé d’introduire une chaîne de mesure dissemblable (reposant sur un principe physique différent) afin d’augmenter le niveau de sécurité. Dans cette optique, Thales mène des travaux sur le développement d’un anémomètre laser Doppler embarqué sur aéronef. Ce capteur, composé de quatre axes LiDAR (Light Detection And Ranging) répartis autour de l’avion, permet d’estimer la vitesse air par l’analyse de la réflexion de l’onde laser émise sur les particules présentes dans l’air.L’objectif de ces travaux est de concevoir une chaîne de traitement du signal LiDAR adaptée à un capteur sur avion. Cette chaîne, basée sur une représentation temps-fréquence, inclut des étapes de détection du signal utile optimisée pour les conditions de faible ensemencement en particules, de sélection des aérosols utiles dans un nuage et d’estimation robuste afin de contrôler la qualité de la mesure. Cette chaîne de traitement, évaluée lors d’une campagne d’essais réalisée à l’observatoire du Pic du Midi, apporte un gain de performances élevé dans les situations critiques. L’architecture du système a été le second axe d’étude. Une méthode d’estimation du vecteur vitesse à partir des estimations effectuées sur chaque axe LiDAR et d’un modèle aérodynamique de l’avion permet de compenser les perturbations observées à proximité de ce dernier. Puis, une procédure d’optimisation de l’architecture est proposée afin d’améliorer les performances du capteur. Les performances de la chaîne de traitement présentée devront être évaluées en conditions réelles, lors d’essais en vol, afin de sonder une grande variété de conditions atmosphériques et d’évaluer le gain apporté et les faiblesses éventuelles du traitement proposé en fonction de ces conditions<br>The method use to respect security requirements in civil aviation consists in multiplying measuring chains for the same information. Now, it is recommended to add a dissimilar measuring chain, based on a different physical principle, in order to improve security level. Thus, Thales works on the development of a laser Doppler anemometer embedded on aircraft. This sensor is composed by four LiDAR (Light Detection And Ranging) axis distributed around the aircraft and air speed is estimated by the analysis of the reflection of the emitted laser wave on particles.This thesis objective is to design a LiDAR signal processing chain adapted to an aircraft sensor. The process is based on a time-frequency representation and it includes methods for signal detection in low concentrated air mass, useful particles selection in clouds and robust estimation to control measure reliability. The process has been evaluated during a test campaign realized at the Pic du Midi observatory. Its performances are greatly improved, especially in critical situations.The system architecture has also been studied. An estimation method designed from estimations performed on different LiDAR axis and an aerodynamic model of an aircraft is proposed in order to compensate for air mass perturbations close to the aircraft. Then, an optimization process is presented to improve sensor performances.The signal processing chain will have to be evaluated by flight tests, to explore a large atmospheric conditions variety and to quantify its strengths and weaknesses depending on conditions

Au cours du développement du cancer, la migration des cellules cancéreuse en 3D joue un rôle essentiel dans le processus de dissémination des métastases. L’étude de la migration cellulaire dans des matrices 3D ainsi que les conséquences induites sur cette matrice sont actuellement étudiées par plusieurs équipes de recherche. Notamment, la réorganisation de la matrice extracellulaire et plus précisément les déplacements des fibres de la matrice induits par les forces que la cellule exerce sont des études en plein essor. Nous avons étudié comment les cellules cancéreuses migrent dans des gels 3D en utilisant du collagène et de la fibronectine pour mimer la matrice extracellulaire des tissus. Nous avons utilisé un microscope confocal afin de visualiser le cytosquelette d’actine des cellules en fluorescence et les fibres de collagène en réflexion. Dans ce travail,nous avons utilisé différentes concentrations de collagène et des lignées cellulaires d’invasivités différentes. A partir des films 3D obtenus en microscopie, nous avons déterminé la vitesse et la persistance des cellules cancéreuses en fonction de leur invasivité et de la concentration de collagène. La vitesse augmente avec l’invasivité cellulaire et diminue avec l’augmentation de la concentration en collagène. La persistance ne dépend que de la concentration en collagène et décroit avec celle-ci. Nous avons également calculé les champs de déplacement des fibres de collagène à l’aide d’un programme de corrélation de volume. Nous avons pu étudier ces champs de déplacement en fonction du type de migration de la cellule, de l’invasivité cellulaire et de la concentration en collagène des gels. Nous avons montré que les normes de vecteurs de déplacement augmentent avec l’invasivité cellulaire et diminuent avec l’augmentation de concentration en collagène. Enfin, ces champs de déplacement nous ont permis de déterminer les étapes des migrations mésenchymateuse et amiboïde en 3D. Nous avons découvert 5 étapes pour la migration mésenchymateuse correspondant au repos de la cellule, à la création d’une extension membranaire, à l’adhésion de la cellule aux fibres, au détachement de l’arrière du corps cellulaire afin de permettre à la cellule de migrer et à la dissolution de l’adhésion cellule/fibre. 4 étapes ont été déterminées pour la migration amiboïde et correspondent au repos de la cellule, à la création d’une extension membranaire, au déplacement de la cellule en poussant sur son environnement et à la rotation de la cellule. Ces étapes associées à des champs de déplacement sont en accord avec la littérature et nous avons pu mettre en évidence de nouvelles étapes comme la rotation de la cellule dans la migration amiboïde.Ces résultats permettent de mieux comprendre comment se déroule la migration des cellules cancéreuses dans une matrice extracellulaire<br>3D migration of cancer cells plays an essential role in the dissemination of cells during metastasisin cancer. The behavior of cancer cells migrating in a 3D extracellular matrix and its consequences on themicroenvironment are still currently under investigation. The study of the reorganization of the extracellular matrixfibers and more precisely how the fibers move due to the forces that the cell exerts just start to be investigating.We studied how cancer cells migrate in 3D gels using collagen and fibronectin to mimic the extracellularmatrix. We used confocal microscopy to image the actin cytoskeleton of cells in fluorescence and fibers in reflectionover time. In our studies, we used different collagen concentrations and cell lines with different invasivities. Fromthese 3D movies, we determined cancer cell velocities and persistence as a function of collagen gel concentration aswell as cell invasiveness. The cells velocities increase with invasiveness and decrease with collagen concentration.As for persistence, it decreases with collagen concentration but it do not change with cells invasiveness. We alsocalculated the displacement field of the collagen using a volume correlation program. Using this information, westudied the fibers displacement induced by the cell depending on its migration type, its invasivity and the collagenconcentration. We showed norms of fibers deplacement vectors increase with cell invasiveness and decrease withcollagen concentration. Finally, the displacement fields enabled us to determine the migration steps of mesenchymaland amiboid migrations. We discovered 5 steps in mesenchymal migration : cell rest, creation of extension, adhesionof the cell to the fibers, detachment of the cell rear and dissolution of cell/fibers adhesions. 4 steps have beencharacterized in amiboid migration : cell rest, creation of extension, displacement of the cell by pushing on fibersand rotation of the cell. These steps associated with displacement fields are in agreement with litterature and wehighlighted new steps as the rotation of the cell in amiboid migration.Taken together these results enable us to better understand how the migration of cancer cells takes place in a3D matrix

Ce travail de thèse porte sur des études de la cinématique 3D de la colonne cervicale in vivo chez des sujets asymptomatiques (N=30); il se divise en quatre parties. La colonne cervicale de tous les sujets est reconstruite en 3D à partir des images de tomodensitométrie dans différentes positions :position neutre, rotation axiale gauche et droite et lors du positionnement pré-manipulatif de la tête.<p>La première partie de ce travail a comme objectif fondamental de déterminer la cinématique 3D inter-segmentaire de la colonne cervicale, lors de la rotation axiale maximale de la tête. Les valeurs déterminées pour tous les paramètres cinématiques 3D vont nous servir comme base de données de référence.<p>Dans la deuxième partie, nous souhaitons contribuer à une meilleure compréhension du rôle des ligaments alaires lors de la rotation axiale. Pour cela, nous avons déterminé la cinématique 3D de l’os occipital par rapport à l’axis. Même s’il est inhabituel d’ignorer l’atlas, il nous a semblé plus juste de considérer les segments osseux qui livrent les principales insertions des ligaments alaires. La biomécanique de ces ligaments dépend des mouvements de l’os occipital par rapport à l’axis.<p>La troisième partie est orientée vers l’objectif principal de la thèse qui vise à déterminer les amplitudes articulaires inter-segmentaires lors de la position pré-manipulative de la colonne cervicale. Cette étude va nous permettre de comparer les amplitudes atteintes lors de la mise en position pré-manipulative avec celles des mouvements physiologiques.<p>La dernière partie a pour objectif principal de déterminer la longueur du trajet de l’artère vertébrale en position neutre, et ensuite de comparer la variation de longueur du trajet de l’artère vertébrale entre la position en rotation axiale maximale de la tête d’une part, et la position pré-manipulative d’autre part, donc lors de l’application d’une technique manipulative à composantes multiples telle qu’utilisée régulièrement en ostéopathie.<p>En comparant la position pré-manipulative à la rotation physiologique, les résultats les plus importants de ce travail sont :(1) les amplitudes segmentaires sont inférieures pour la position pré-manipulative et (2) l’artère vertébrale est moins allongée lors de cette mise en position que lors de la rotation physiologique. Ces deux faits, jusque-là inédits, sont importants en clinique ostéopathique courante et montrent l’importance d’un choix judicieux de la technique manipulative et de son exécution.<p><br>Doctorat en Sciences de la motricité<br>info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les moteurs électriques ont généralement une efficacité élevée sur une plage de fonctionnement peu adaptée aux diverses applications et l’utilisation d’un réducteur de vitesse est nécessaire. Les architectures et les technologies rencontrées dans la réalisation de ces systèmes sont extrêmement diverses. Ce travail de recherche se focalise sur une famille de réducteurs caractérisés par un fort rapport de réduction (&gt;20), un faible encombrement et des profils de dents en développante de cercle. Le pignon, entrainé par un excentrique, engrène à l’intérieur d’une couronne fixe et le mouvement de sortie est récupéré à l’aide de pines en contact avec des alésages du pignon. Une première étude, menée en considérant les pièces parfaitement rigides, permet de définir une géométrie nominale exempte d’interférence. Ensuite, les comportements quasi-statique et dynamique du système sont analysés en utilisant un modèle où les différentes pièces sont animées de 6 degrés de liberté supplémentaires et où toutes les liaisons sont élastiques. L’introduction de ce comportement déformable modifie de façon très sensible les zones de contact et améliore la répartition du chargement. Le rapport de conduite, inférieur à l’unité dans le premier modèle, peut devenir supérieur à 3 dans le cas où la couronne possède une dent de plus que le pignon. De plus, le modèle permet de détecter des cas de fonctionnements pathologiques où un contact isolé entre les dentures apparaît à l’extrémité de la zone de contact potentiel. Enfin, une démarche de conception est proposée où l’outil développé occupe une place centrale. L’introduction de certains écarts de réalisation permet notamment de tester les choix de conception au voisinage des valeurs nominales et de vérifier la robustesse de l’ensemble<br>Electrical engines are generally well efficient on a range of speed poorly adapted to several applications and therefore the use of a speed reducer is a necessity. The number of technologies found for speed reducers is quite large. This work focus on compact reducers with a high gear ratio (&gt;20) and involute profile for teeth of the gear. The pinion driven by an eccentric shaft, meshes with a ring gear and the output torque is retrieved by output shaft thanks to pin/bore contacts with the pinion. A first study in rigid body state allows us to define a nominal geometry without interferences. Then a quasi-static and dynamic approach is defined thanks to the consideration of 6 degrees of freedom for each part of the reducer and where all links are defined with an elastic behavior. The introduction of this deformable behavior leads to very noticeable changes for the contacts and improve the load distribution. The nominal contact ratio, below one in rigid body state, can increase to more than three in the case where the ring gear has only one tooth more than the pinion. Moreover, the model can detect disease patterns where an isolated contact appears at the edge of the potential contact zone. Finally, a design procedure is suggested where the developed software stands in the middle. The introduction of some manufacturing errors allows the evaluation of design choices close to nominal values and therefore the evaluation of the reliability of the design

La précision de tir d’une arme dépend de nombreux facteurs intervenant aux différentes étapes du parcours de la munition (balistique intérieure, intermédiaire et extérieure). Certains travaux ont démontré l’importance de l’influence de la phase de balistique intérieure, pendant laquelle la munition traverse le tube, sur les résultats à la cible. En effet, c’est cette phase qui détermine les conditions de sortie du tube de la munition et par conséquent son comportement au cours du vol. Les conditions d’entrée du projectile, la géométrie du tube et de l’arme, et les mouvements de ces derniers au cours du tir, sont autant de paramètres pouvant modifier l’interaction tube/projectile et ainsi entraîner un changement des vitesses angulaires et de translation de la munition au moment du largage. Cette étude a donc pour but de mettre en exergue les paramètres géométriques de l’arme et du tube qui influencent la justesse et la dispersion. Une analyse statistique a été réalisée à partir de la base de données des résultats de tir du 25 mm. Elle a permis de mettre en évidence l’influence de plusieurs paramètres dont la rectitude du tube. Par la suite, des essais ont été conduits en appareil de tir dans le but d’isoler la part de la géométrie du tube sur les écarts à la cible et ainsi de confirmer la contribution de la rectitude. Un modèle numérique tridimensionnel a été développé afin de faire varier ce paramètre et d’étudier son influence sur le comportement de la munition en phase de balistique intérieure. La représentativité du modèle a été vérifiée à l’aide d’accéléromètres embarqués dans la munition. Ces tirs ont nécessité le développement d’une solution innovante optoélectronique afin de transmettre les accélérations en temps réel. Les résultats expérimentaux obtenus ont permis de constater que les accélérations de la munition modélisée étaient représentatives. Le modèle permet maintenant de réaliser des études paramétriques et de déterminer les profils de tube les plus pénalisants pour la précision de tir<br>Gun accuracy is influenced by several factors during the stages of the ammunition course (internal, intermediate and external ballistics). According to previous studies, internal ballistics are the major contributor to deviations from target. Indeed, this phase determines projectile exit conditions and, consequently, his behavior during the flight. The projectile entry conditions, the weapon and barrel geometry and their movements during firing, can modify the interaction tube / projectile and change ammunition angular rates and its transversal velocities. The purpose of this thesis is to determine the parameters related to barrel and gun geometry, which influence the bias and the dispersion. A statistical analysis was led thanks to the data base of the 25 mm firing results. It was found that some parameters, including barrel straightness, affect accuracy. Subsequently, tests were conducted with a firing appliance in order to isolate the barrel geometry influence on the deviations from the target and to confirm the straightness impact. A tridimensional numerical model was created in order to vary this parameter and to study its influence on the ammunition behavior during internal ballistics. The representativeness of the model was validated using accelerometers embedded in the ammunitions. The firing of these ammunitions has required the development of an optoelectronic system to transmit accelerations in real time. The comparison between experimental and numerical results has shown close amplitudes and similar shapes curves that proves the representativeness of the model. The model can be used now to lead parametric analysis and to determine the straightness shapes the most penalizing for gun accuracy

La simulation numérique des procédés apparaît, de nos jours, comme un outil indispensable apportant des gains de temps et d'argent importants dans l'industrie. Le logiciel FORGE3® multicorps a été développé dans ce cadre, afin de pouvoir prendre en compte un grand nombre de corps déformables avec des lois de comportement non linéaires de type thermo-élastoviscoplastique en grandes déformations. Nous présentons dans ce mémoire les développements qui ont été réalisés pour prendre en compte et gérer plusieurs corps déformables de rhéologies différentes. Une partie de notre travail a donc consisté en l'implémentation d'un couplage mécanique entre plusieurs corps déformables dont les maillages sont incompatibles sur la zone de contact. Le couplage est basé sur une gestion du contact par la méthode de pénalisation et la technique du maître/esclave. Les équations du frottement sont intégrées aux points de Gauss en négligeant le mouvement relatif des corps. Une nouvelle écriture pseudo-symétrique des conditions de contact est proposée, sans surcontraindre le problème tout en améliorant le traitement du contact. Les méthodes utilisées pour résoudre le problème de contact mécanique entre corps déformables sont utilisées pour résoudre celui du repli de matière. Afin de diminuer le temps de calcul, la parallélisation du problème est abordée en utilisant la stratégie S.P.M.D. (Single Program Multiple Data). Les exemples d'applications proposés montrent la robustesse des développements effectués et offrent de nombreuses perspectives.

La simulation numérique par la méthode des éléments finis de tout problème physique s'appuie sur le maillage associé à la géométrie du domaine de calcul. Dans le cadre des problèmes de la mise en forme des matériaux, le maillage qui suit les grandes déformations de la pièce dégénère rapidement. La simulation de tels problèmes nécessite donc la génération de manière automatique de nombreux maillages dont la qualité conditionne la précision des calculs. L'objectif de cette étude est le développement d'une procédure d'adaptation de maillage entièrement automatique permettant le contrôle de l'erreur de discrétisation spatiale et le pilotage de l'étape de remaillage au cours des calculs. Une première partie de ce travail est consacrée à l'étude et l'évaluation numérique des estimateurs d'erreur de type Zienkiewicz-Zhu. Initialement développés pour des problèmes 2D d'élasticité, ces estimateurs sont étendus aux problèmes 3D non linéaires avec des matériaux incompressibles. L'objectif de cette première étude est le développement d'un estimateur fiable et efficace pour le contrôle d'erreur dans le cadre des problèmes de la mise en forme des matériaux. Une fois l'erreur estimée, il est possible de contrôler la qualité de la solution en calculant la taille optimale de chaque élément du maillage. Ceci revient à construire un maillage optimal, soit au sens d'une précision imposée ou au sens de la taille maximale du problème étudié. Il s'agit ainsi, dans cette deuxième partie, de développer une stratégie d'adaptation de maillage, pilotée par l'estimation d'erreur, qui soit efficace et robuste pour la simulation numérique des problèmes industriels de la mise en forme.

Les travaux présentés dans ce mémoire se répartissent en deux principaux thèmes : l'analyse de singularités par ondelettes et le traitement numérique d'hologrammes. Pour effectuer des mesures sur les images il peut être utile de rechercher des formes particulières ou des primitives élémentaires telles que des points, des contours, les droites,... En pratique, de part la nature des images rencontrées dans les applications, ces primitives n'apparaissent pas nettement à cause de la présence de bruit ou de flou. Il convient alors de définir des opérateurs de détection adaptés capables d'obtenir de bonnes performances dans ces conditions. Nous montrons comment, à partir d'un modèle de singularités lissées, l'analyse en ondelettes permet de répondre à cette problématique. Deux opérateurs sont alors présentés : un opérateur de détection de points caractéristiques et un opérateur de détection de contours. Ces opérateurs sont capable d'estimer les caractéristiques locales de chaque point détecté (type, amplitude et degré de flou) en adaptant l'échelle de détection au degré de flou. Nous présenterons également des applications traitées dans le cadre de l'imagerie en mécanique des fluides et l'imagerie biomédicale. Pour obtenir des mesures tridimensionnelles en tous les points d'un volume de mesure, la technique de référence est l'holographie. Cette technique a été appliquée à l'analyse des écoulements dès les années 70, en utilisant des plaques photosensibles comme support de stockage de l'information. Depuis quelques années, grâce au développement des capteurs CCD et des techniques de traitement numérique, l'holographie numérique a pu être utilisée pour des mesures quantitatives tridimensionnelles. Le travail que nous présentons dans le deuxième thème, se place dans le contexte du traitement d'hologrammes numériques en vue de mesurer la position, la taille, ou la vitesse d'un ensemble de particules enregistrées sur cet hologramme. En faisant le lien avec les ondelettes et l'analyse de singularités lissées, nous proposons d'abord une fonction de restitution adaptée à la localisation axiale des particules. Nous déduisons ensuite une technique d'inter-corrélation permettant la mesure du champ de déplacement des particules.

Un tremblement de terre est un phénomène difficilement prévisible et inévitable, il est donc important que les ponts sollicités soient capables d'y résister sans s’effondrer de façon fragile. La meilleure façon est d'augmenter la ductilité des poteaux en béton. Au cours des dernières années, les matériaux en polymères renforcés de fibres (PRF) ont connu un essor important particulièrement au niveau du confinement des poteaux de béton afin d'augmenter leur ductilité. Par contre, le confinement empêche l’inspection visuelle de l’endommagement de ces derniers. Il faut alors faire appel à des méthodes d'auscultation non destructives. L’émission acoustique est une méthode très intéressante permettant de connaître en temps réel le comportement et le niveau d'endommagement à l’intérieur de la section confinée. De plus, la vitesse ultrasonore est un procédé fort efficace quand vient le temps d'évaluer les dommages. Dernièrement, différentes méthodes de confinement ont été proposées. Mais, ce renforcement ne règle pas complètement le problème. En effet, il peut déplacer le problème vers une autre section du poteau qui est plus faible. L'objectif du projet est d'évaluer l’influence du confinement de PRF sur la résistance et surtout la ductilité d'un pilier de pont soumis à une charge cyclique et d'en faire l’auscultation en temps réel. L’objectif principal consiste à identifier, en temps réel, avec le plus de précision possible, le comportement et l’endommagement d'un pilier de pont renforcé de PRF. Les vitesses ultrasonores ont été utilisées dans le but de quantifier les dommages et de cibler les zones les plus endommagées. L’émission acoustique a servi également à quantifier l’endommagement et à localiser celui-ci en trois dimensions. La méthode de localisation en trois dimensions utilisée est la technique de détection de temps d'arrivée selon le seuil. Puisque l’endommagement d'un poteau correspondant à différents états limites, il pouvait donc être possible d'associer les événements acoustiques à différents états limites. D'ailleurs, il était impératif de bien connaître le comportement des ondes dans les différents matériaux et d'anticiper les régions qui seraient les plus endommagées. Ensuite, on a procédé à l’installation de capteurs piézoélectriques aux endroits stratégiques pour la cueillette de données durant le test. Par la suite, on a procédé à l’analyse des résultats permettant d'obtenir la hauteur de la rotule plastique puis les différentes ductilités correspondant aux principaux états limites pour chacun des poteaux. Une comparaison avec les résultats expérimentaux et un modèle numérique a également été réalisée. Il a donc été possible de comparer l’influence de deux paramètres variant, soit l’espacement des étriers et la charge axiale sur la rotule plastique. Les paramètres d'émission acoustique utilisés afin de quantifier l’endommagement et les états limites sont le nombre d'événements, l’énergie, l’amplitude et le nombre de comptes pour un événement. La quantification de l’endommagement vient du résultat du cumul de ces paramètres en fonction de chaque nouvelle ductilité atteinte. La variation des vitesses ultrasonores correspondant à ces mêmes ductilités a également été utilisée afin de quantifier les états limites d'endommagement. Les deux méthodes ont servi à démontrer l’influence positive du confinement de PRFC sur un poteau de béton armé. De plus, elles ont été utilisées afin de déterminer l’influence des deux paramètres variant (espacement des étriers et charge axiale) sur la rotule plastique ainsi que sur les différents états limites. On remarque ainsi que l’augmentation de la charge axiale a une plus grande influence que l’espacement des étriers en ce qui a trait à la ductilité d'un poteau. L’augmentation de la charge axiale et de l’espacement des étriers contribuent à la diminution de la ductilité. Le confinement de PRFC est une méthode de renforcement permettant d'améliorer le comportement sismique des poteaux et par le fait même diminuer les dommages structuraux et les pertes humaines. D'autre part, l’émission acoustique et les vitesses ultrasonores se sont avérées être des méthodes efficaces permettant de déterminer l’endommagement et le comportement de ces derniers de façon continue et ponctuelle.

L'évolution des machines, des outils coupants, et des logiciels CFAO a permis un accroissement des performances des procédés d'usinage. L'utilisation de vitesses de rotation élevées entraîne des problèmes vibratoires de la coupe qui détériorent l'état de surface de la pièce. La théorie des lobes de stabilité permet de déterminer des conditions de coupe garantissant un débit copeau élevé tout en s'affranchissant des vibrations. Cette théorie est appliquée à l'usinage de parois minces. Nous montrons que les caractéristiques dynamiques de la pièce dépendent de la position de l'outil. Le passage de l'outil sur les noeuds et les ventres de vibration de la pièce, l'enlèvement de matière, et le contact entre l'outil et la pièce sont responsables de ces variations. Nous introduisons ainsi une troisième dimension au tracé des lobes de stabilité, la position de l'outil. Ces différentes approches sont validées expérimentalement sur des pièces test.

L'impact négatif de l'automobile sur l'environnement a entraîné une sévérisation des normes législatives pour protéger celui-ci. Les difficultés rencontrées lors de l'amélioration du rendement du moteur à allumage commandé, résultent principalement de son fonctionnement inefficace à charges partielles. La distribution variable est capable d'améliorations concernant la réduction de la consommation de carburant, surtout dans une zone d'utilisation fréquente : basses charges et bas régimes. Une alternative à l'étude expérimentale est l'approche par simulation numérique, CFD en utilisant le logiciel ANSYS-Fluent. Dans cette thèse de doctorat, le but principal a été de déterminer les vitesses d'écoulement du fluide pendant le processus d'admission pour deux lois de levée de la soupape, pour un moteur entraîné à 815 tr/min et une ouverture du papillon de gaz de 21.6°. Dans ce but, on a utilisé deux modèles de simulation numérique: un modèle bidimensionnel et un modèle tridimensionnel. L'étude réalisée par simulation numérique a permis de clarifier quelques aspects importants concernant les vitesses d'écoulement de l'air dans le cylindre et le degré de turbulence.

L’impact négatif de l’automobile sur l’environnement a entraîné une sévérisation des normes législatives pour protéger celui-ci. Les difficultés rencontrées lors de l’amélioration du rendement du moteur à allumage commandé, résultent principalement de son fonctionnement inefficace à charges partielles. La distribution variable est capable d'améliorations concernant la réduction de la consommation de carburant, surtout dans une zone d’utilisation fréquente : basses charges et bas régimes. Une alternative à l’étude expérimentale est l’approche par simulation numérique, CFD en utilisant le logiciel ANSYS-Fluent. Dans cette thèse de doctorat, le but principal a été de déterminer les vitesses d’écoulement du fluide pendant le processus d’admission pour deux lois de levée de la soupape, pour un moteur entraîné à 815 tr/min et une ouverture du papillon de gaz de 21.6°. Dans ce but, on a utilisé deux modèles de simulation numérique: un modèle bidimensionnel et un modèle tridimensionnel. L’étude réalisée par simulation numérique a permis de clarifier quelques aspects importants concernant les vitesses d’écoulement de l’air dans le cylindre et le degré de turbulence<br>The negative impact of automobiles on the environment has led to increased severity in the legislation concerning environmental protection. The problems encountered in the efforts intended to improve the efficiency of the spark ignition engine are derived from its inefficient operation under partial loads. The variable intake valve lift is capable of significant changes aiming at lower fuel consumption, especially in the frequent use area: low torque, low speed. An alternative to the experimental study of fluid flow is the approach by numerical simulation, CFD, using the software ANSYS-Fluent. The main purpose of the present doctoral thesis was to determine the fluid flow velocity during the intake, for two intake valve lift laws, when the engine is running at 815 rpm, and with an opening of the throttle plate at 21.6°. To do this, we have used two numerical simulation models: one two-dimensional, and one three-dimensional. The study by numerical simulation made it possible to clarify some important issues regarding the air flow velocity into the cylinder, and the level of turbulence

Notre travail porte sur la définition d'outils de conception préliminaire de mécanismes, capables de construire des solutions admissibles à partir d'un cahier des charges donné et de débuter le processus de conception (esquisse et dimensionnement approché des formes des pièces).<br /><br />Dans cette optique, nous proposons une méthode de conception adaptée à la classe des mécanismes de transmission de mouvement rotatif, à structure linéaire, à 1 degré de mobilité et à rapport constant. Le logiciel CASYMIR (Conception Assistée de SYstèmes Mécaniques de transmIssion en Rotation) a été développé pour illustrer cette démarche qui comporte 3 étapes :<br /><br />À l'étape de synthèse topologique, un algorithme créatif génère l'ensemble des mécanismes-solutions admissibles. Il est basé sur l'exploration combinatoire d'une base de mécanismes (engrenages, courroies, trains épicycloïdaux, accouplements, etc.) et sur des règles de conception permettant d'éliminer les combinaisons inadaptées. Les mécanismes-solutions sont classés par ordre de préférence grâce à une méthode multi-critères ou par un algorithme de logique floue.<br /><br />Pour le pré-calcul dimensionnel, nous proposons la notion de squelette de mécanisme, qui est une représentation filaire spatiale des arbre, des entraxes et des angles du mécanisme. On peut alors construire un modèle géométrique basé sur celui de Denavit-Hartenberg puis l'optimiser pour trouver la position et l'orientation des étages minimisant l'encombrement et vérifiant les conditions de fermeture du mécanisme.<br /><br />La dernière étape de synthèse dimensionnelle permet de calculer les dimensions principales du mécanisme en intégrant des contraintes à la fois géométriques (non interférence des pièces, continuité géométrique et cinématique) et technologiques (résistance des dentures d'engrenages, rapport de réduction, etc.) au sein d'un même problème d'optimisation.<br /><br />Enfin, l'étude d'un réducteur industriel permet de valider le logiciel et la démarche.

Le mémoire de thèse comporte deux études relatives aux Alpes occidentales: 1) une étude de la sismicité(relocalisation des séismes locaux à l'aide d'un modèle 3D); 2) une étude de la structure lithosphérique à l'aide de résidus télésismiques, Ces deux études sont les premiers résultats significatifs utilisant les données du nouveau réseau SISMALP. La première partie traite essentiellement des problèmes de localisation des séismes alpins. Compte tenu de la complexité structurale des Alpes, un modèle de vitesse 3D a été élaboré afin d'obtenir des relocalisations précises des foyers sismiques. Le modèle crustal, partitionné en blocs de taille variable, est déduit d'une compilation des données et des résultats géophysiques. La méthode est appliquée à la relocalisation de deux crises sismiques : l'une en Ubaye, l'autre en mer Ligure. Une troisième application à l'échelle des Alpes occidentales et concernant quatre années de sismicité, met en évidence des essaims sismiques très bien contraints et montre une nouvelle image de la sismicité. La seconde partie présente une analyse des anomalies des temps de propagation des ondes P télésismiques. Une étude des variations azimutales des résidus relatifs permet de confirmer l'existence d'un plongement Iithosphérique situé en bordure ouest de la plaine du Pô. Un autre résultat important est la mise en évidence d'un accident Iithosphérique majeur orienté N140 séparant une microplaque de Provence d'une microplaque du Briançonnais. L'application d'une méthode de tracé de rais dans un milieu 2,5D montre : l'existence d'une paléo-subduction de la microplaque du Briançonnais sous le promontoire Adriatique atteignant 220 km de profondeur; l'existence d'une asthénosphère très lente sous la plaque Europe et l'existence d'une probable anisotropie de vitesse à grande échelle. De nouvelles implications géodynamiques pour les Alpes occidentales sont discutées.

La sismicité induite par le gisement de gaz de Lacq a débuté en 1969, dans une région tectoniquement considérée comme asismique auparavant (M<3). L'exploitation est située au Sud du bassin Aquitain, à 30 km ad Nord de la chaîne pyrénéenne. Un réseau local a été installé en 1974 afin de suivre l'évolution spatio-temporelle des séismes *Plus de 1000 événements (1.0 <=MS <=4.2) ont été enregistrés entre 1974 et 1992. La très bonne connaissance de la structure géomécanique qui piège le réservoir (forages, profils sismiques, carottages ... ) a permis de construire un modèle de vitesse 3D permettant de relocaliser de manière fine la sismicité sur la période 1976- 1989. La position des hypocentres est étroitement corrélée avec la structure en dôme du réservoir ainsi qu'avec les discontinuités préexistantes. La construction des mécanismes au foyer (133 événements sélectionnés sur la période 1976-1989) montre une grande diversité dans les mécanismes de rupture. Cependant, la méthode des dièdres droits a permis de voir une évolution temporelle globale à l'échelle du gisement. Dans un premier temps (1976-1986) nous avons eu un régime en compression maximale verticale, suivi dans la seconde période (1987-1989) par un régime en compression maximale horizontale. L'inversion du tenseur des contraintes a confirmé ces résultats. La sismicité induite de Lacq étant très localisée (du fait de l'extension limitée du gisement), cela nous a permis de considérer le gisement comme un objet géologique isolé, à une échelle intermédiaire entre les processus tectoniques et les expériences de laboratoire. Nous n'avons pas retrouvé les résultats expérimentaux obtenus sur le coefficient b (relation fréquence-magnitude des séismes) car la présence d'événements asismiques (non décelables) sur Lacq semble jouer un rôle majeur dans la libération des contraintes. La géométrie fractale nous a permis de distinguer deux classes de séismes: (1) des séismes diffus répartis sur tout le gisement et (2) des nids de sismicité corrélés avec la structure en dôme du réservoir. Bien qu'il n'y ait pas de corrélation temporelle entre D et b, nous proposons cependant qu'il existe un lien géomécanique entre ces deux paramètres.

Le but de ce travail est de préciser la déformation en mer à l'est de Taïwan et de notamment caractériser les failles actives majeures en particulier au niveau de l'avant-arc des Ryukyus. Le problème majeur associé à l'étude de cette région est que les séismes sont localisés en dehors des réseaux permanents et que cela conduit à des localisations peu précises limitant les analyses statistiques, tectoniques et donc l'estimation correcte de l'aléa sismique. Ce travail est inclus dans le projet ANR ACTS (Active Tectonics and Seismic Hazard in Taiwan). Pour atteindre cet objectif, nous travaillons à trois échelles de temps différentes pour lesquelles une méthode de localisation différente a été proposée pour obtenir une image précise de la déformation sismique et mettre en évidence les failles majeures en mer à l'est de Taïwan. D'abord, à l'échelle du siècle (à partir de l'analyse d'un catalogue de sismicité homogène en magnitude), les séismes historiques instrumentaux (1897-2007) montrent que la marge des Ryukyus a été affectée par 6 séismes de magnitude supérieure à 7 dont 4 pour lesquels la faille responsable n'est pas connue. Nous proposons une méthode de localisation relative qui permet de relocaliser les évènements historiques à partir des différences de temps d'arrivées P et S (Ts-Tp) à chaque station. La localisation est obtenue en recherchant les séismes analogues dans le catalogue instrumental récent (1991-2008) pour lesquels Ts-Tp à chaque station est proche. Cette méthode a été appliquée au plus gros séisme (en terme de magnitude) jamais enregistré à Taïwan, le séisme du 5 juin 1920 (M7.7 $\pm$ 0.2). Ce séisme a certainement pour origine une rupture sur l'interplaque sismogène de la subduction des Ryukyus avec une possible nucléation à la base d'une faille hors-séquence. Ensuite, à l'échelle de la dizaine d'années, l'amélioration de la méthode de localisation absolue du MAXimum d'Intersection EDT (MAXI, EDT: Equal Differential Time) permet de mieux extraire les temps d'arrivées erronés et empêche les "trade-off" entre profondeur et temps d'origine et, entre profondeur et position épicentrale lorsque la couverture azimutale est faible (gap azimutal > 180°). Des tests synthétiques montrent l'efficacité de MAXI (en utilisant les ondes P uniquement) à déterminer les paramètres x, y et z même lorsque le gap azimutal est important. Dans ce dernier cas, la qualité des résultats reste dépendant du modèle de vitesse à représenter la structure 3D de la Terre. Nous proposons une démarche associant l'utilisation d'un modèle de vitesse des ondes P 3D a priori avec la méthode MAXI pour localiser les séismes qui sont latéraux et éloignés du réseau. Une application au cas de Taïwan et en Équateur valide cette approche. Enfin, à l'échelle de quelques mois, la campagne de géophysique marine RATS (Ryukyu Arc: Tectonics and Seismology) a été menée en deux temps. Une expérience de sismologie passive de juillet à octobre 2008 (RATS1) a été menée au-dessus de l'avant-arc des Ryukyus puis une expérience de sismique active (réfraction et réflexion) a été menée en mai 2009 sur une ligne NNE-SSW à travers la marge des Ryukyus. Ces deux expériences combinées permettent d'améliorer notre connaissance de la structure crustale de la marge. Au niveau de l'avant-arc, le socle de l'avant-arc est caractérisé par une extrémité formant un butoir vertical et une base très déformée certainement associée à une importante déformation hors-séquence. En profondeur, la plaque plongeante est certainement affectée par une déchirure qui contrôle la sismicité dans cette région de transition entre la subduction et la collision.

Dans le concept de geothermie roches chaudes seches, la stimulation hydraulique consiste a injecter un fluide dans un forage dans le but d'ameliorer la permeabilite de la roche par fracturation hydraulique ; les reservoirs geothermiques rsc etant peu ou pas du tout permeables. Les injections induisent une microsismicite locale dont les evenements sismiques correspondants sont enregistres par un reseau sismologique situe au-dessus de leur zone d'occurrence. L'etude de cette sismicite par methode tomographique nous a permis de determiner le champ de vitesses du reservoir et d'avoir une information sur sa structure. Nous avons developpe une methode composee d'une inversion iterative des temps de parcours suivie d'une amelioration de la localisation des hypocentres par modelisations directes successives. Testee sur des donnees artificielles, la methode a donne des resultats entierement satisfaisants avant d'etre utilisee sur deux sites geothermiques avec des donnees reelles. Sur ces cas, les resultats obtenus sont tout a fait en accord avec les donnees geologiques. Enfin, l'apport du krigeage multidimensionnel a ete de donner une meilleure estimation des vitesses dans les zones peu eclairees par le dispositif hypocentre-station. L'etude du variogramme a precise la variabilite spatiale des vitesses sismiques

Les satellites artificiels baignent dans un environnement radiatif hostile qui conditionne en partie leur fiabilité et leur durée de vie en opération : les ceintures de Van Allen. Afin de les protéger, il est nécessaire de caractériser la dynamique des électrons énergétiques piégés dans les ceintures radiatives. Elle est déterminée essentiellement par les interactions entre les électrons énergétiques et les ondes électromagnétiques existantes. <br /><br />Le travail de cette thèse a consisté à concevoir un schéma numérique original pour la résolution du système d'équations modélisant ces interactions : les équations de Vlasov-Maxwell relativistes. Notre choix s'est orienté vers des méthodes d'intégration directe. Nous proposons trois nouvelles méthodes spectrales pour discrétiser en impulsion les équations : une méthode de Galerkin et deux méthodes de type collocation. Ces approches sont basées sur des fonctions de Hermite qui ont la particularité de dépendre d'un facteur d'échelle permettant d'obtenir une bonne résolution en vitesse. <br /><br />Nous présentons dans ce manuscript les calculs conduisant à la discrétisation et à la résolution du problème de Vlasov-Poisson monodimensionnel ainsi que les résultats numériques obtenus. Puis nous étudions les extensions possibles des méthodes au problème complet relativiste. Afin de réduire les temps de calcul, une parallélisation et une optimisation des algorithmes ont été mises en \oe uvre. Enfin, les calculs de validation du code 1Dx-3Dv, à partir d'instabilités de types Weibel et whistlers, à une ou deux espèces d'électrons, sont détaillés.

Cette thèse est consacrée à l'étude expérimentale d'un jet en interaction avec un écoulement transverse de paroi (Jet In Cross-Flow, JICF). L'écoulement est monophasique et isotherme. Le ratio des vitesses (VR) de jet et d'écoulement est bas, et le jet est affleurant à la paroi, avec des géométries d'injection diverses : circulaires, elliptiques, rectangulaires, et chevrons. Cette étude a été réalisée en canal hydraulique à l'aide d'une méthode de vélocimétrie volumique optique (V3V) qui permet la mesure instantanée des 3 composantes du champ de vitesses, et l'ensemble du processus expérimental a été optimisé. La physique du JICF est analysée à l'aide des champs moyen et instantané, de statistiques et du suivi spatial de structure tourbillonnaire cohérentes. L'influence du VR sur la topologie d'écoulement est étudiée, et met en évidence l'existence d'une transition de soufflage à très bas ratios de vitesse. Nous étudions en détail les trajectoires et l'évolution des intensités tourbillonnaires des vortex composant le JICF, et un nouveau scaling de trajectoire est proposé. Les outils développés pour l'analyse du JICF rond ont été appliqués aux JICF non circulaires. La géométrie d'injection chevron conserve à la fois une intensité tourbillonnaire élevée et une trajectoire basse de jet, maximisant ainsi l'effet sur la couche limite. L'ensemble de ces résultats permettent une meilleure connaissance des jets transverses à bas VR, et seront très utiles pour la conception d'expériences de contrôle d'écoulement, en apportant des critères quantitatifs pour choisir les bons paramètres physiques et géométriques définissant les générateurs de vortex fluidiques.

Les matériaux composites utilisés dans l’industrie aéronautique sont très souvent à base de fibres de carbone et de résine époxyde. L’utilisation de nouvelles résines implique une étude constante des critères de dimensionnement mécanique de ces matériaux. Certains de ces critères basés sur la durabilité et la résistance aux sollicitations en dynamique rapide sont faits via des études expérimentales très coûteuses. Le recours à la simulation numérique est d’une importance particulière et apporte un gain financier conséquent. Dans cette étude, nous évaluons à l’aide des expériences et de la modélisation numérique, le comportement à l’impact des structures composites. Notre attention est portée sur le composite à base de tissus de carbone haute résistance G0926 et de la résine époxyde SR1710. Les plaques composites sont fabriquées par infusion de résine liquide suivant la séquence d’empilement [[0/45]3]s puis, soumises à des impacts basse vitesse basse énergie (BV/BE) et des impacts haute vitesse haute énergie (HV/HE). La mise en évidence des endommagements de surface (indentation résiduelle) à l’aide du système ATOS-TRITOP et des endommagements internes (zone délaminée) par la thermographie infrarouge permet d’observer un comportement à l’impact fortement lié à la fois au type d’impact et à l’énergie d’impact. Des tests de compression après impact (CAI) montrent également une variabilité de la résistance mécanique résiduelle liée aux types et énergies d’impact. Des modèles numériques d’impact (2D et 3D) sur le code éléments finis ABAQUS ont ensuite été développés. Les modèles d’impact 3D basés sur lois cohésives avec des critères d’initiation des contraintes quadratiques et les critères énergétiques de propagation de Benzeggagh-Kenane permettent de prédire avec satisfaction les délaminages observés lors des expériences<br>Composite materials used in the aeronautical industry are often based on carbon fiber reinforced polymer composites (CFRP). The use of new polymers implies a constant study of the mechanical criteria dimensioning of these materials. Some of these criteria based on durability and resistance in fast dynamics are made through experimental studies, however very expensive. The use of numerical simulation is essential and reduces financial cost. In this study, we evaluate the impact behaviour of composite structures using experiments and numerical modelling. Our focus is on thecomposite with high-strength carbon fabrics G0926 and epoxy resin SR1710. Composite plates are manufactured by liquid resin infusion following the stacking sequence [[0/45]3]s, then subjected to low-velocity low-energy (LV/LE) and high-velocity high-energy (HV/HE) impacts. Regarding the identification of external damage (residual indentation) by the ATOS-TRITOP system and internal damage (delaminated zone) by infrared thermography, it is possible to observe an impact behaviour strongly linked to both the impact type and the energy of the impact. Compression after impact tests (CAI) also show variability in residual mechanical strength related to impact types and energies. Numerical models (2D and 3D) of impact on the ABAQUS finite element software were then developed. 3D impact models based on cohesive zone approach with quadratic stresses criterion for the initiation of delamination and the Benzeggagh-Kenane criterion for the propagation of delamination allows with satisfaction the delamination observed during the experiments

La miniaturisation continue et la complexité des dispositifs poussent les techniques existantes de nano-caractérisation à leurs limites. De ce fait, la combinaison de ces techniques apparait être une solution attrayante pour continuer à fournir une caractérisation précise et exacte. Dans le but de dépasser les verrous existants pour l’imagerie chimique 3D haute résolution à l’échelle nanométrique, nous avons concentré nos recherches sur la création d’un protocole combinant la spectrométrie de masse à ions secondaires de temps de vol (ToF-SIMS) avec la microscopie à force atomique (AFM). Ceci permet entre autre de corréler la composition et la visualisation en 3 dimensions avec des cartographies de topographie ou d’autres propriétés locales fournies par l’AFM. Trois principaux résultats sont obtenus grâce à cette méthodologie : la correction d’un ensemble de données ToF-SIMS pour une visualisation 3D sans artefacts, la cartographie du taux de pulvérisation locale permettant de mettre en évidence les effets liés à la rugosité et la présence d’interfaces verticales et la superposition des informations avancées ToF-SIMS et AFM. Quatre applications de la méthodologie combinée ToF-SIMS et AFM sont abordées dans cette thèse. La procédure de correction des données ToF-SIMS en 3D a été appliquée sur une structure hétérogène GaAs / SiO2. Les artefacts liés à la pulvérisation, notamment l’effet d’ombrage, ont été étudiés par le biais des cartographies de taux de pulvérisation sur des échantillons avec nano-motifs structurés et non structuré. Enfin, nous avons exploré la combinaison de l’analyse ToF-SIMS avec trois modes avancées de microscopie AFM : piézoélectrique (PFM), capacité (SCM) et conducteur (SSRM). Une première étude a notamment permis d’observer l’évolution et la modification chimique suite à l’application d’une contrainte électrique sur deux film mince piézoélectriques. Une deuxième étude s’est focalisée sur l’impact de l’implantation Ga lors de la préparation d’échantillons par FIB pour voir comment limiter l’effet de l’amorphisation sur la mesure électrique. Les aspects techniques de la méthodologie seront abordés pour chacune de ces applications et les perspectives de cette combinaison seront discutés<br>The continuous miniaturization and complexity of devices have pushed existing nano-characterization techniques to their limits. The correlation of techniques has then become an attractive solution to keep providing precise and accurate characterization. With the aim of overcoming the existing barriers for the 3D high-resolution imaging at the nanoscale, we have focused our research on creating a protocol to combine time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS) with atomic force microscopy (AFM). This combination permits the correlation of the composition in 3-dimensions with the maps of topography and other local properties provided by the AFM. Three main results are achieved through this methodology: a topography-corrected 3D ToF-SIMS data set, maps of local sputter rate where the effect of roughness and vertical interfaces are seen and overlays of the ToF-SIMS and AFM advanced information. The application fields of the ToF-SIMS and AFM combined methodology can be larger than expected. Indeed, four different applications are discussed in this thesis. The procedure to obtain the topography-corrected 3D data sets was applied on a GaAs / SiO2 patterned structure whose initial topography and composition with materials of different sputter rates create a distortion in the classical 3D chemical visualization. The protocol to generate sputter rate maps was used on samples with structured and non-structured nano-areas in order to study the possible ToF-SIMS sputtering artefacts, especially the geometric shadowing effect. Finally, we have explored the combination of ToF-SIMS analysis with three AFM advanced modes: piezoresponse force microcopy (PFM), scanning capacitance microscopy (SCM) and scanning spreading resistance microscopy (SSRM). Specifically, two main applications were studied: the chemical modification during electrical stress of a piezoelectic thin film and the recovery of initial electrical characteristics of a sample subjected to Ga implantation during FIB preparation. Technical aspects of the methodology will be discussed for each application and the perspectives of this combination will be given

La dyslexie est un trouble neurodéveloppemental nuisant au développement normal de la fluidité en lecture. Certains processus de base à la lecture pourraient être atteints chez les dyslexiques et entraîner des répercussions touchant les représentations de haut niveau des mots en découlant : orthographique, phonologique et sémantique. Un de ces processus de base est le déploiement spatio-temporel de l’attention sur des séquences de stimuli multiples alignés à l’horizontale. L’efficacité de ce déploiement pourrait être étroitement liée à l’expertise en lecture chez les normo-lecteurs, et des irrégularités dans celui-ci pourraient être observées chez des dyslexiques. Malheureusement, la caractérisation de ce déploiement en contexte de reconnaissance de mots écrits, son implication dans la vitesse de lecture et (potentiellement) même dans certaines habiletés langagières demeurent largement sous-spécifiées. Le premier article de cette thèse vise à révéler les divergences du déploiement de l’attention dans le temps et dans l’espace pendant la reconnaissance d’un mot familier chez un groupe d’adultes dyslexiques par rapport à un groupe de normo-lecteurs. Les groupes sont appariés en termes d’âge et de fonctionnement intellectuel. Cet objectif est poursuivi avec la technique de sonde attentionnelle. Les résultats révèlent que les dyslexiques dirigent moins de ressources attentionnelles vers la première lettre d’un mot, ce qui est sous-optimal considérant que la première lettre d’un mot est particulièrement informative sur son identité. Le deuxième article de cette thèse vise à déterminer si les habiletés en lecture de texte et de traitement phonologique chez les dyslexiques peuvent bénéficier d’un entraînement attentionnel court. Un protocole utilisant un entraînement visuo-attentionnel (NeuroTracker) et un entraînement placebo chez une vingtaine d’adultes dyslexiques met en évidence des gains systématiques immédiatement après l’entraînement actif. L’ordre des entraînements (actif puis placebo, ou placebo puis actif) était contrebalancé entre deux groupes. Ces gains s’observent en vitesse de lecture, et même au niveau de la conscience phonologique. Le troisième article de cette thèse apporte finalement une contribution additionnelle significative pour l’évaluation de la vitesse de la lecture chez les adultes universitaires franco-québécois. L’utilisation des phrases-tests d’un outil existant (MNRead) a été intégrée à un protocole de présentation visuelle sérielle rapide pour l’évaluation de la vitesse de lecture. En plus de cet ensemble de phrases-test, quatre autres ensembles de phrases-test ont été normés. L’outil développé permet d’obtenir une mesure de la vitesse de lecture fiable chez un même individu à différentes reprises (Exp. 1) et il satisfait différents standards psychométriques (Exps. 1 et 2), en étant notamment sensible à la présence des difficultés en lecture retrouvées chez les dyslexiques (Exp. 2). En somme, il appert que certains processus visuo-attentionnels sous-tendent l’expertise en lecture et que ceux-ci pourraient présenter des irrégularités chez les dyslexiques. La caractérisation d’un déploiement attentionnel sous-optimal en reconnaissance de mots familiers tout comme les bénéfices obtenus en lecture et en traitement phonologique subséquents à un entraînement attentionnels mettent en lumière l’importance de ces processus de base en lecture.<br>Dyslexia is a neurodevelopmental disorder that affects the normal development of reading fluency. Deficits affecting basic reading processes may affect dyslexics and would thus alter high-level word representations: orthographic, phonological, and semantic. One of these basic processes is the attentional mechanism that is involved in the visual processing of horizontal multi-element strings such as words. The effectiveness of this mechanism could be closely related to reading expertise in normal readers and anomalies thereof could be observed in dyslexics. Unfortunately, it remains unclear how attention is deployed during visual word recognition and how it may impact on reading speed and potentially on certain language skills. The first article of this thesis aims to shed light on divergences in the deployment of attention through time and space during the recognition of familiar words in a group of adults with dyslexia in comparison to normal readers. These groups were matched in terms of age and intellectual functioning. This objective is pursued with the attentional probe technique. Results reveal that less attentional resources are directed to the first letter of a word in dyslexics, which is suboptimal considering that the first letter of a word has a higher diagnostic value than any other letter position. The goal of the second article is to determine if reading fluency and phonological awareness in dyslexics may benefit from a short attentional training. The effects of an active training using the NeuroTracker program and a placebo training in adults with dyslexia shows systematic gains immediately after active training. The order of the training (active then placebo, or placebo then active) was counter-balanced across two groups. These gains are observed on reading speed as well as on phonological awareness. The third article of this thesis finally brings a significant additional contribution to the evaluation of reading speed among Quebec university students. The use of test sentences from an existing tool (MNRead) has been incorporated into a rapid visual serial presentation protocol to assess reading speed. In addition to this set of test sentences, four other sets of test sentences have been standardized. The tool is reliable, as reading speed measurements are similar in the same individual at different times (Exp 1). Moreover, it meets different psychometric standards (Exps 1 and 2) while being particularly sensitive to the presence of the reading difficulties found in dyslexics (Exp.2). In sum, it appears that particular visual-attention processes underlie reading expertise and that these show anomalies in dyslexics. The characterization of a suboptimal attention deployment in visual word recognition as well as the benefits obtained in reading and phonological awareness subsequent to an attentional training highlight the importance of these basic processes in reading.