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Dissertations / Theses on the topic 'Diffusion (physique) – Modèles mathématiques'
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1
Logvinova, Kira. "Modèles mathématiques pour la diffusion en milieux poreux hétérogènes." Avignon, 2005. http://www.theses.fr/2005AVIG0501.
Full text
2
Mercet, Cédric. "Modélisation tridimentionnelle de l'évolution des transferts à l'échelle du pore." Bordeaux 1, 2000. http://www.theses.fr/2000BOR12307.
Full textAbstract:
On considère ici le transport par diffusion, à l'échelle microscopique, d'espèces chimiques dans un fluide (γ) saturant un milieu poreux. L'évolution du système géochimique est contrôlé par l'équilibre chimique instantané en phase aqueuse (y) et par la cinétique aux interfaces fluide (γ)- solide (k), Aγk. La configuration spatiale de l'interface microscopique Aγk évolue avec le temps t sous l'effet des phénomènes de précipitation ou de dissolution (contrôle cinétique). L' objectif essentiel est de calculer l'évolution de la propriété de transport étudiée, le tenseur de diffusivité effective, D eff (t), à une échelle plus grande, l'échelle macroscopique d'intérêt pour le praticien. Pour des cinétiques lentes, Aγk est quasi-statique, et l'évolution de D eff avec le temps t est la conséquence des modifications de la microgéometrie suite aux processus de précipitation et de dissolution. L'approche mise en oeuvre est basée sur une technique de changement d'échelle, la prise de moyenne volumique. II s'agit alors d'obtenir : La forme des équations gouvernant ce processus de transport réactif à l'échelle macroscopique. La forme des "problèmes de fermeture' définis sur un Volume Elémentaire Représentatif et dont la résolution numérique donne le tenseur de diffusivité effective D eff en fonction de l'ensemble des grandeurs microscopiques pertinentes [etc. . . ]
3
Urruty, Patrick. "Solutions fortes et solutions renormalisées pour des équations générales de la diffusion en milieu poreux." Pau, 1997. http://www.theses.fr/1997PAUU3006.
Full textAbstract:
La modélisation des phénomènes du type de la diffusion en milieu poreux conduit à l'analyse mathématique de problèmes paraboliques non linéaires et dégénérés de la forme (P) (U)/T - div (a* (U)) = 0 sur x 0,T, (U) (0) = (U#0) sur , et associés à des conditions de bord convenables. Ce travail est consacré en premier lieu à l'étude de la situation obtenue lorsque la matrice de diffusivité A est A coefficients mesurables et bornés, uniformément coercive. Sous des hypothèses adéquates, l'adaptation des travaux récents de P. Benilan et R. Gariepy permet alors de démontrer pour le problème (P), l'existence et l'unicité d'une solution forte ( (U)/T est au moins une fonction intégrable sur x 0,T). On entreprend en second lieu l'étude du cas général ou le tenseur de diffusivité, de la forme A (x, (U)), se trouve affecté par l'état instantané du système. Lorsque l'opérateur de diffusion dégénéré exclusivement pour les deux valeurs extremales de l'inconnue U, on observe alors que toute solution faible du problème (P) est renormalisée, selon une définition adaptée notamment des travaux de P. L. Lions et F. Murat, puis, raisonnant sur cette nouvelle approche, on démontre un principe de conservation de l'ordre conduisant a des résultats d'unicité nouveaux.
4
Gouné, Mohamed. "Etude et caractérisation de la diffusion de l'azote à 843 K dans les systèmes binaires Fe-N et ternaires Fe-N-V et Fe-N-Mn : modélisation des phénomènes de diffusion-précipitation." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2001. http://www.theses.fr/2001INPL011N.
Full textAbstract:
Le travail proposé dans ce mémoire concerne le développement de modèles de diffusion-précipitation de l'azote dans les systèmes binaire Fe-N et ternaires Fe-V-N et Fe-Mn- N. Dans le cas la diffusion de l'azote dans le système binaire Fe-N, nous proposons un modèle numérique prenant en compte la dépendance en concentration du coefficient de diffusion intrinsèque de l'azote dans les phases [epsilon] et [gamma]'. La non-linéarité du problème est traité sans aucune hypothèse sous-jacente quant à la position des interfaces. L'évolution du facteur thermodynamique est déterminée à partir des modèles de solution sub-régulière. Il existe un très bon accord entre les résultats du modèle et les données expérimentales de la littérature. Par conséquent, la mobilité et le coefficient d'auto-diffusion respectifs de l'azote dans les phases [epsilon] et [gamma]' ont été réévalués. Dans le cas de la diffusion de j'azote dans les systèmes ternaires Fe-V-N et Fe-Mn-N, nous avons développé un modèle original qui décrit simultanément la diffusion de l'azote et la précipitation de nitrures d'éléments d'alliage dans la couche de diffusion. Ce modèle, basé sur la méthode des volumes finis est couplé avec une description thermodynamique du système considéré. La validation de nos calculs a nécessité une étude expérimentale complète des couches de diffusion obtenues après nitruration à 843K des alliages Fe-O,55%V et Fe-l,62%Mn, à partir de la microsonde de Castaing, la microscopie électronique en transmission et la diffraction des rayons X. En particulier, nous avons montré l'existence d'une nouvelle phase [eta]' dans le sytème Fe-Mn-N dont le groupe spatial a été déterminé à partir de la théorie des symétries. Les résultats du modèle sont en parfaite accord avec les données expérimentales. Celui- ci pouvant aisément se généraliser aux systèmes multicomposants
5
Giorgi, Pierre-Antoine. "Analyse mathématique de modèles cinétiques en physique des plasmas." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2019. http://www.theses.fr/2019AIXM0609.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur l'étude de quelques modèles cinétiques utilisés en physique des plasmas.Le premier modèle considéré est un système de Vlasov-Poisson 1D à deux espèces de particules (ions et électrons), dans un domaine d'espace borné, x∈(0,1), avec condition de réflexion directe au bord. Dans le cas linéaire, des caractéristiques généralisées sont définies, en s'assurant qu'on atteint le temps s=0 en un nombre fini de rebonds, le cas problématique étant celui où le champ électrique est sortant du domaine. Puis, pour des données initiales paires en vitesse, une solution globale continue est construite à l'aide des caractéristiques généralisées et d'un argument de point fixe. L'unicité locale d'une solution continue est démontrée, dans un cadre où il ne peut arriver deux rebonds successifs sur le même bord. Le second modèle étudié a été obtenu comme limite d'un système de Vlasov-Poisson à une espèce de particules en régime de rayon de Larmor fini. Pour des solutions vérifiant une condition de décroissance, une estimation de stabilité au sens de Wasserstein est prouvée, et une nouvelle preuve de l'existence de telles solutions est donnée. Le champ d'advection est alors lipschitzien. Enfin, des simulations numériques pour un système de Vlasov-Poisson à une dimension d'espace et de vitesse soumis à une onde extérieure sont réalisées pour étudier la réponse électronique. Un phénomène de battement entre deux ondes, l'une à la fréquence extérieure, l'autre à la fréquence de Landau, est mis en évidenceThis thesis deals with the study of some kinetic models encountered in plasma physics.The first model considered is a 1D Vlasov-Poisson system representing the dynamics of two species of particles (ions and electrons) in a bounded set, x ∈ (0,1), with direct reflection boundary conditions. In the linear case, generalized characteristics are defined, ensuring the time s=0 to be reached after a finite number of bounces, the problematic case being when the electric field points outward of the boundary. Then, for initial conditions even in the velocity variable, a global continuous solution is built by means of generalized characteristics and a fixed point argument. Local uniqueness of a continuous solution is shown, in a frame where two successive bounces at the same boundary cannot occur. The second model was obtained as the limit of a Vlasov-Poisson system in the finite Larmor radius regime.For solutions satisfying a decay assumption, a Wasserstein stability estimate is proven, and a new proof of the existence of such solutions is given. The advection field is then Lipschitz continuous. Finally, numerical simulations are performed to investigate the kinetic response of electrons to an external drive. A beating between two waves, one at the external frequency, the other at the Landau frequency, is revealed
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Bourgade, Jean-Pierre. "Obtention de modèles de diffusion à partir d'équations cinétiques : modélisation, étude mathématique et simulation." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008808.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur la modélisation du transport électronique dans les semi-conducteurs. Des modèles de diffusion sont couramment utilisés (modèles de type Dérive Diffusion), mais ils s'avèrent imprécis pour de petites échelles (composants nanométriques) et des systèmes hors équilibre (régimes transitoires). Les modèles cinétiques, très précis, sont généralement trop coûteux en temps de calcul pour permettre une utilisation dans des contextes physiques réalistes. Les modèles Spherical Harmonics Expansion (SHE) représentent un intermédiaire intéressant entre ces deux types de modèles. Les modèles SHE sont des modèles de diffusion dans l'espace position-énergie qui sont théoriquement adaptés à la modélisation de systèmes de particules proches de l'équilibre (mais pas forcément d'un équilibre Maxwellien, contrairement aux modèles de Dérive Diffusion), la thermalisation étant le fait de collisions de type élastique. Dans cette thèse, nous avons proposé des modèles de type SHE couplé qui permettent de modéliser des particules interagissant avec le milieu environnant de façon inélastique. Un modèle SHE couplé est introduit pour décrire les interactions entre électrons et phonons dans les semi-conducteurs. Un autre modèle de type SHE couplé est proposé pour modéliser des situations où la diffusion est engendrée par des collisions entre les particules considérées (électrons par exemple) et les parois du matériau dans lequel elles évoluent. Une étude numérique montre que les modèles de type SHE et SHE couplé donnent une représentation fidèle de la réalité (montrant de faibles différences avec des modèles cinétiques), même lorsque les collisions considérées sont fortement inélastiques. Enfin, nous proposons une hiérarchie de modèles SHE quantiques pour la description de systèmes de très petite échelle, lorsque le transport électronique aussi bien que les interactions avec le milieu sont régies par la mécanique quantique. Ces modèles dissipent une entropie quantique.
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Painchaud-April, Guillaume. "Cavités diélectriques - Formalisme de diffusion et applications." Thesis, Université Laval, 2014. http://www.theses.ulaval.ca/2014/30497/30497.pdf.
Full textAbstract:
Les cavités diélectriques résonantes quasi-bidimensionnelles présentent un important potentiel pour des domaines aussi variés que la biodétection et la production de rayonnement laser. Leur faible taille - typiquement quelques dizaines de micromètres sur leur plus grand axe - conjuguée à une forte capacité de rétention du rayonnement électromagnétique - facteurs de qualité pouvant atteindre 10^9 - en font d’excellentes candidates à un grand nombre d’applications de haute technologie où la gestion de l’énergie, la précision des mesures, et le volume occupé sont des paramètres critiques. À cela s’ajoute une facilité d’implantation accrue grâce à l’utilisation de principes de microgravure bien connus. Un des défis importants relié à l’utilisation des microcavités demeure la conciliation des hauts facteurs de qualité, la caractéristique fondamentale des microcavités, et de la capacité à produire une émission de radiation directionnelle. C’est sous ce thème général que s’articule cette thèse. Dans un premier temps, l’accent est porté au développement d’un formalisme encadrant la caractérisation des cavités diélectriques. Une méthode originale utilisant la matrice de diffusion comme pierre d’assise est présentée à cette fin. Ensuite, une étude perturbative de la cavité diélectrique la plus simple, le disque, est réalisée. Les observations résultantes sont utilisées comme lignes directrices dans la suite du travail. Dans un second temps, le formalisme développé est appliqué à une cavité présentant une déformation d’indice de réfraction simple, la cavité annulaire. Certaines ‘règles’ de transition vers l’émission directionnelle sont obtenues. Aussi, une discussion sur un modèle de couplage entre un guide d’onde et une microcavité est présentée. Finalement, un concept de cavité découlant de résultats obtenus tout au long de la thèse est présenté. La principe de fonctionnement demande le couplage d’un anneau diélectrique, servant de réservoir de champ électromagnétique à une seconde cavité ‘parasite’ fortement directionnelle. Ce document est rédigé en majeure partie en Anglais pour faciliter sa diffusion autant pour fins d’évaluation que pour consultation ultérieure par la Communauté.Two-dimensional resonant dielectric microcavities present an important potential in various domains ranging from bio-detection to production of laser radiation. Their small footprint - typically tens of microns over their longest axis - conjugated to a strong capacity to retain the electromagnetic field - quality factors reaching values of 10^9 - make them excellent candidates for a large number of high-tech applications where tight energy management, high precision and low volumes are critical parameters. Moreover, the implantation of microcavities benefit from well-mastered micro-etching techniques. One of the the most challenging issues related to microcavities remains the merging of high quality factors, the fundamental characteristic of microcavities, and the capacity to produce highly directional radiation emission. This thematic forms the leitmotiv of this thesis. First, attention is focused on the development of a formalism framing the characterisation of dielectric cavities. An original method using the scattering matrix is presented for this purpose. Then, a perturbation study of the dielectric disc cavity is carried out. The results gathered from this investigation are used as guidelines for further applications. Second, the scattering formalism is applied to the simplest refractive index deformation of the disc cavity, the annular cavity. Some transition ‘rules’ from non-directional emission to directional emission are obtained. Also, a discussion about the waveguidecavity coupling is presented. This type of configuration is often found in experimental setups using microcavities. Finally, a proposal derived from results obtained throughout the thesis is presented. The operation principle exploits the coupling from a dielectric ring used as an electromagnetic field reservoir to a second strongly directional ‘parasitic’ cavity. This document is written in English to ease its distribution both for evaluation purposes and consultation by the Community.
8
Cois, Olivier. "Systèmes linéaires non entiers et identification par modèle non entier : application en thermique." Bordeaux 1, 2002. http://www.theses.fr/2002BOR12534.
Full textAbstract:
Le thème général des travaux qui font l'objet de ce mémoire concerne la représentation et l'identification de système par modèle non entier. Le premier chapitre commence par rappeler les définitions et principales propriétés des opérateurs différentiels non entiers. Le deuxième chapitre propose une représentation continue dans un espace d'état généralisé d'un système linéaire non entier complexe, scalaire ou multivariable. Un théorème de stabilité est établi. Le troisième chapitre traite de l'application de l'opérateur de dérivation non entière à la modélisation de phénomènes de diffusion, le champ applicatif retenu étant celui de la thermique. L'étude du transfert de chaleur dans six milieux semi-infinis et finis, ainsi que la détermination d'approximations sous la forme de transmittances entières et non entières constitue la contribution principale de ce chapitre. Le quatrième chapitre est consacré à l'identification par modèle non entier. Portant sur une équation différentielle non entière, deux types de méthodes d'estimation paramétriques sont présentés : les méthodes à erreur d'équation et les méthodes à erreur de sortie. Le dernier chapitre propose une application de l'identification par modèle non entier à la résolution d'un problème inverse en thermique. L'exemple d'illustration retenu consiste en l'estimation des conditions thermiques de coupe en usinage par tournageThis thesis deals with system representation and identification by fractional models. Chapter 1 recalls the definitions and main properties of the fractional operators. Chapter 2 proposes the study of a continuous MIMO complex-fractional system through a generalized state space representation. A stability theorem is established from the output analytical expression. Chapter 3 deals with the modeling of diffusive processes using fractional differentiation operators. The heat transfer trough 6 different finite and semi-infinite media is studied. Approximations using integer or fractional transfer functions are then established and compared. Chapter 4 is devoted to system identification by fractional model. Equation error methods as well as output error methods are developed. Finally, chapter 5 gives an application of system identification to the solving of a thermal inverse problem. An example, consisting of the estimation of the thermal cut conditions, is given
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Buet, Christophe. "Analyse mathématique et numérique dequelques modèles hydrodynamiques et cinétiques de la physique des plasmas." Habilitation à diriger des recherches, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011120.
Full textAbstract:
Mes recherches au Commissariat à l'Énergie Atomique concernent principalement la modélisa- tion mathématique et la simulation numérique pour la physique des plasmas. Ce mémoire présente
mes contributions dans ce domaine.
10
Reynier, Alain. "Modelisation et prediction de la migration des additifs des emballages alimentaires." Reims, 2000. http://www.theses.fr/2000REIMS004.
Full textAbstract:
La prediction de la migration par modelisation mathematique peut etre envisagee pour verifier la conformite d'un materiau plastique utilise en contact alimentaire et pour preciser l'incidence des phenomenes physico-chimiques impliques dans la migration. Dans une premiere partie, la prediction du coefficient de diffusion d'une molecule dans une matrice polymere a ete etudiee a partir de mesures experimentales de coefficients de diffusion. Un panel de composes a ete teste dans quatre polyolefines (vierges puis gonflees par un simulateur d'aliment gras). Ceci a permis de mettre en evidence l'effet du gonflement sur la diffusion. La correlation des diffusivites a la masse molaire des migrants a permis de determiner des groupes de comportement (diffusion rapide par reptation ou plus lente par sauts) selon la forme des molecules. Le concept de volume fractionne pondere par un facteur de forme a ete introduit afin de tenir compte de ces differences liees a la geometrie des migrants. Nous avons ensuite propose une modelisation de la migration qui, pour la premiere fois, prend en compte simultanement les principaux phenomenes impliques dans la migration (evolution de la diffusivite liee au gonflement du materiau par le simulateur sorbe, limitations cinetiques de transfert de matieres a l'interface). Ce modele a ete valide par comparaison a un essai de migration et a permis de montrer les limites d'utilisation des modeles simplifies. Il a de plus ete adapte au cas de l'extraction par solvant en introduisant la notion de solubilite potentielle du solvant dans le polymere, variant au cours du temps en fonction de la concentration en solvant sorbe. Enfin, ce travail propose une evolution de l'approche predictive en discussion dans le cadre de la reglementation europeenne en s'appuyant sur la prediction statistique de coefficients de diffusions surestimes et sur l'utilisation d'un modele adapte a la complexite du processus de migration.
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Cassiaux, Magalie. "Pétrographie et pétrophysique des matrices granitique : relation entre porosité et propriétés de transport." Poitiers, 2004. http://www.theses.fr/2004POIT2335.
Full textAbstract:
Le stockage de déchets nucléaires en milieux géologiques profonds est une méthode permettant d'isoler ces déchets de l'environnement. L'objet de cette étude est la détermination de deux paramètres importants (porosité, diffusion) permettant de retarder le passage des radionucléides dans la biosphère. Différentes expériences (MEB, autoradiographie) ainsi que des méthodes d'analyses d'images ont été mises en place afin d'étudier la porosité en fonction de la minéralogie des granitoïdes non altérés et altérés de Charroux-Civray par une approche multi-échelle. Puis, des expériences de perméabilité et de diffusion ont été réalisées sur les roches non altérés de manière à mesurer des paramètres ne prenant pas en compte l'hétérogénéité de la roche. Finalement, l'expérience d'out-diffusion a été modélisée par la méthode TDD. En utilisant l'autoradiographie, il est possible de calculer par inversion des coefficients de diffusion locaux en ajustant la simulation numérique à la courbe expérimentaleDisposal in deep, stable bedrock is currently one concept for isolating high-level nuclear wastes from the environment. This work deals with the determination of two important parameters (porosity and diffusion) that control over the ability of granitoid matrices to retain the radionucleides if they escape from the repository into the bedrock. Different experimental methods (SEM, Autoradiography) and image analysis methods are performed to study porosity of unaltered and altered Charroux-Civray granitoid in relationship with the mineralogy from the decimeter scale to the infra-micrometer scale. Then, different transport experiments are performed (permeability, in- and out-diffusion) with unaltered sample in order the measure bulk parameters. Moreover, the out-diffusion experiment is modelled using a particle tracking method. Using autoradiograph and the mineral map, an inversion procedure is performed in order to adjust the numerical simulation to the experimental out-diffusion curve
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Quintard, Hélène. "Symétries d'équations aux dérivées partielles, calcul stochastique, applications à la physique mathématique et à la finance." Rouen, 2015. http://www.theses.fr/2015ROUES022.
Full textAbstract:
Les équations différentielles stochastiques sont des outils des mathématiques très utilisés, que ce soit en finance, en physique ou encore en biologie ; ces modèles peuvent être très efficaces pour modéliser de nombreux phénomènes. Afin de mieux comprendre ces équations différentielles stochastiques, on s'intéresse dans cette thèse aux solutions de certaines d'entre elles, appelées processus de Bernstein ou processus de Schrödinger, dont la construction fait apparaître des propriétés liées à l'équation de la chaleur. Deux catégories de résultats sont présentés ici. Des résultats purement liés à l'équation de la chaleur et complètement indépendants du contexte probabiliste, comme par exemple le calcul explicite des flots associés à l'équation de la chaleur pour trois types de potentiels, ou encore la structure de l'algèbre de Lie des symétries de ces équations. D'autres résultats sont liés aux processus stochastiques, on donne ici une paramétrisation des modèles affines de taux d’intérêt à un paramètre (modèles utilisés en finance) par des processus de Bernstein ainsi une condition nécessaire à la paramétrisation des modèles affines en dimension par des processus de BernsteinStochastic differential equations are a powerfull tool of mathematics. Applications range from finance or physics to biology. Those models can be very efficient to modelise numerous phenomenons where uncertainties are involved. In order to have a better understanding of those stochastic differential equations, this work studies the solutions of a subclass, called Bernstein (or Schrödinger) processes. Those processes are linked to the heat equation by construction. Two types of results are presented here. Some are about the heat equation and totally independant from any probabilistic context. For example, we compute the flows associated with the heat equation for three different potential and we study the structure of the Lie algebra of symmetries for those equations. Other results are presented: we show how it is possible to parametrize one factor affine models with Bernstein processes. We also give a necessary condition for the parametrization of -factor affine models with Berntein processes
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Le, Trong Emmanuel. "Mise en œuvre de modèles de réseaux 3-D pour l'étude du transport binaire en milieu poreux." Bordeaux 1, 2003. http://www.theses.fr/2003BOR12775.
Full textAbstract:
Dans ce travail, nous nous concentrons sur l'étude de la relation entre d'une part la structure sous-jacente d'un milieu poreux à l'échelle du pore et d'autre part le tenseur de dispersion D* et le coefficient d'échange de masse alpha décrivant à l'échelle macroscopique (dans le cas binaire) le devenir d'un polluant peu miscible piégé dans un aquifère saturé. Le choix d'utiliser des modèles de réseaux "réalistes" (pour mettre pratiquement à l'échelle l'information microstructurale dans les équations macroscopiques de dispersion) nous conduit à proposer une stratégie globale, basée sur l'analyse d'images quantitative, dont nous développons plusieurs aspects (modèle stochastique, squelettisation, etc. ) dans le but à terme de prendre en compte les effets sur D* et alpha des caractéristiques structurales de milieux poreux réelsIn this work, we focus on the study of the relation between the structure of a porous medium at the pore scale, and the dispersion tensor D* and the mass exchange coefficient alpha describing at the macroscopic scale the fate of a pollutant of low miscibility (binary case) trapped in a saturated aquifer. The choice to use "realistic" pore network models (to practically upscale the microstructural information into the macroscopic dispersion equation) leads us to propose a global strategy based on quantitative image analysis. Several aspects of this global strategy are developed (random model, skeletonization, etc. ) with the aim to take into account ultimately the effects of the structural characteristics of real porous media on D* and alpha
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Rondineau, Sébastien. "Modélisation de lentilles sphériques à gradient d'indice et sources conformes associées." Rennes 1, 2002. http://www.theses.fr/2002REN10125.
Full textAbstract:
Nombre de travaux antérieurs sur les lentilles sphériques, dont celle de Lüneburg, existent. Malgré tout, des nouveautés sont présentées dans cette thèse. La principale concerne la Méthode de Régularisation Analytique appliquée aux antennes imprimées circulaires conformées sur sphères associées à des lentilles à distribution sphérique. Plusieurs types d’alimentations sont traités : sondes coaxiales et fentes. Elle met en évidence un certain nombre de résonances, effets de masquage des conducteurs, etc. La méthode est par ailleurs rapide et précise, même pour de grandes structures. D’un point de vue technique, un certain nombre de thèmes sont traités. Premièrement, un matériau léger est caractérisé et utilisé pour les antennes conformées. De plus, une technique simple de fabrication artificielle du gradient d’indice est proposée et testée. Par ailleurs, afin d’utiliser des lentilles dans le cadre du multifaisceaux, le couplage ainsi qu’un critère de séparation de signaux sont étudiés. Puis, est réalisée une étude expérimentale sur le choix de l’antenne primaire associée à la lentille et les effets de la lentille de Lüneburg.
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Bourdillon, Nicolas. "Facteurs limitants de la consommation maximale d'oxygène en hypoxie aiguë : le rôle de la diffusion tissulaire." Paris 13, 2009. http://www.theses.fr/2009PA132021.
Full textAbstract:
La spectroscopie dans le proche infra rouge (NIRS) est une technique de mesure basée sur la diffusion de la lumière dans le milieu biologique. L'exploration du tissu musculaire est traduite en concentration d'oxyhémoglobine ou de désoxyhémoglobine. Les sujets, hommes et femmes, entraîné en endurance ou sédentaire, ont réalisés plusieurs tests incrémentaux sur ergocycle en normoxie et à différents niveaux d'hypoxie simulée (altitudes allant de 1000, à 4500m). A chaque test, de nombreux paramètres de la chaîne de transport de l'oxygène ont été enregistrés, dans le but d'évaluer l'importance de la diffusion tissulaire dans les facteurs limitant la consommation maximale d'oxygène. De plus, nous avons construit un modèle mathématique du transport de l'oxygène qui permet d'identifier les coefficients de diffusion pulmonaire et musculaire pour l'oxygène, de calculer un coefficient de recrutement capillaire et de préciser la composition sanguine (artère capillaire, veine) du signal NIRS. La plus grande baisse de consommation maximale en oxygène en altitude chez les athlètes s'explique principalement par la limite atteinte par le coefficient de diffusion pulmonaire, limite qui n'est pas retrouvée au niveau musculaire. La NIRS montre que les caractéristiques musculaires des athlètes se rapprochent de celles des sédentaires en altitude, malgré l'augmentation du coefficient de recrutement capillaire. Nous concluons qu'en hypoxie aiguë les athlètes perdent les bénéfices de leurs adaptations à l'entraînement à cause d'un contenu artériel en oxygène plus fortement diminué que chez les sédentairesNear InfraRed Spectroscopy (NIRS) is a technique based on light diffusion through the living tissues. Muscle exploration is reported in terms of oxy and deoxyhemoglobin concentrations. The subjects, men and women, endurance trained or sedentary, performed multiple incremental tests in normoxia and at various levels of hypoxia (altitude from 1000 to 4500m). During each test, multiple parameters from the oxygen transport chain were monitored to evaluate the importance of tissue diffusion in the limiting factors of maximal oxygen consumption. Moreover, we identified the pulmonary and muscular diffusion coefficients for oxygen and computed a capillary recruitment coefficient building a mathematical model of oxygen transport. This work also lets us assess the composition of the NIBS signal in terms of arteriolar, capillary and venous blood. The greater decrease in peak oxygen consumption in athletes at altitude is mainly explained by the plateau found in the pulmonary but not muscular diffusion coefficient. NIRS showed that the muscle caracteristics of the trained subjects were closer from the sedentary ones at altitude, despite the greater capillary recruitment. We conclude that in acute hypoxia, athletes lose their advantage of adaptations to training due to a greater decrease in arterial oxygen content compared with sedentary subjects
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Henn, François. "Contribution à une approche théorique de la conduction entre états localisés : interprétation des mouvements ioniques dans quelques solides." Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20306.
Full textAbstract:
Ce travail propose une reflexion theorique et experimentale sur les processus de conduction par sauts entre etats localises faisant intervenir des porteurs de charges ioniques. A partir de modeles theoriques initialement developpes dans le cadre de la conduction electronique dans les semi-conducteurs amorphes, de nouveaux modeles sont presentes pour tenter d'expliquer les phenomenes de polarisation ou des pertes dielectriques dans certains solides ioniques. Ainsi, une comparaison entre resultats theoriques et resultats experimentaux est menee sur quelques solides. On s'est tout d'abord interesse a des composes ou la conduction peut etre attribuee aux deplacements des protons: kh#2po#4, rbhse o#4, lin#2h#5so#4 et n#2h#5sn#3f#7 puis nous avons etudie un systeme vitreux dont la conduction est assuree par des ions sodium: na#2o##xsio#2. Enfin nous comparons notre approche a une autre demarche appelee coupling model qui envisage une interpretation differente des phenomenes lies aux deplacements des charges dans les solides amorphes a conduction ionique
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Lemasson, Mireille. "Calcul et étude expérimentale de l'aérodynamique interne d'un redresseur : application à l'optimisation d'un diffuseur transsonique." Toulouse, INPT, 1993. http://www.theses.fr/1993INPT013H.
Full textAbstract:
Le developpement de turbomachines de petites dimensions conduit au traitement d'ecoulements internes complexes, en particulier a des vitesses transsoniques. Cette etude est consacree a l'analyse de l'ect. Dans un redresseur de compresseur soumis a un nombre de mach faiblement supersonique, et est organisee autour de 3 parties. Une simulation numerique est realisee dans le diffuseur ou les equations bidimensionnelles completes de navier-stokes sont resolues, utilisant le schema predicteur-correcteur de mac cormack et incluant la decomposition de flux de steger et warming. Une analyse experimentale du fonctionnement du compresseur a ete realisee sur banc d'essais incluant une caracterisation locale de l'ecoulement dans le diffuseur. Cette derniere etape limitee par la compacite de la turbomachine est completee par un essai de grille d'aubes. En conjuguant ces 2 approches, une definition nouvelle de la forme de diffuseur est proposee
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Aldarf, Mazen. "Culture sur milieux solides modèles de la croissance de Geotrichum candidum et de Penicillium camembertii : application à la maîtrise de l'affinage du camembert." Rennes 1, 2003. http://www.theses.fr/2003REN10056.
Full textAbstract:
L'affinage des fromages de type camembert est sous le contrôle de la croissance et de l'équilibre de deux populations fongiques, Geotrichum candidum et Penicillium camembertii. Les cinétiques de croissance, de consommation des substrats, de production de métabolites et de transfert de protons sont décrites et discutées. De là, la cinétique de croissance est reconstruite par des moyens indirects. Dans l'étude des mécanismes diffusionnels proposée, une loi d'association partielle entre croissance et consommation ou production est considérée, avec un terme supplémentaire rendant compte des limitations diffusionnelles. Le transfert dans le gel suit bien une loi de diffusion plane et unidimensionnelle, et le modèle de diffusion/réaction rend bien compte de l'expérience jusqu'à l'arrêt de la croissance. La transposition des résultats obtenus au système réel est également bien amorcée. Des gradients de concentration en lactate, en ammoniaque et des gradients de pH ont été mis en évidence sur caillé lactique.
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Saba, Hafida Idrissi Azami. "Etude et réalisation d'un simulateur parallèle de la diffusion à l'échelle atomique : création et croissance de boucles de dislocation sous irradiation électronique." Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30102.
Full textAbstract:
La diffusion de defauts ou d'impuretes dans un semiconducteur est un phenomene essentiel intervenant dans la maitrise des procedes de fabrication des composants electroniques. L'objectif de ce travail a ete d'etudier et de realiser un outil de simulation de ces phenomenes a trois dimensions (asdiff ii). Il presente deux originalites essentielles: 1) il effectue une simulation 3d de la diffusion a l'echelle atomique; 2) il est disponible en version parallele sur le reseau de transputers. Le premier chapitre rappelle les resultats experimentaux relatifs a deux exemples de diffusions anormales: la diffusion de gallium a l'interface gaas-cdte lors de la croissance heteroepitaxique de cdte, la diffusion des interstitiels de cdte soumis a un flux electronique de haute energie. C'est ce deuxieme cas qui a guide plus particulierement les orientations de ce travail de these. Le deuxieme chapitre propose une modelisation conventionnelle de la diffusion. Il considere le mouvement des interstitiels et la formation des defauts etendus sous irradiation en se basant sur la theorie de la cinetique chimique. La comparaison avec les resultats experimentaux suppose un approfondissement du modele a l'echelle atomique. Le troisieme chapitre presente le modele physique utilise: sauts elementaires, tirage aleatoire. . . , et sa transcription en langage informatique occam utilise sur les reseaux de transputers. Le quatrieme chapitre est entierement consacre a l'analyse des resultats obtenus: phenomenes de formation des defauts etendus et leurs representations spatiales. Un resultat original tout particulierement interessant concerne la repartition des lacunes autour des boucles de dislocation. Enfin, nous mettons en evidence des comportements de type chaotique dans la mesure ou, dans des conditions experimentales identiques, mais avec les effets des aleatoires, les structures et les repartitions de defauts peuvent etre extraordinairement differentes. Nous discutons finalement l'interet et la portee de ces resultats theoriques par confrontation avec l'experience
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Portier, Stéphane. "Modélisation du comportement des gaz de fission en régime transitoire dans le combustible à plaques." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2003. http://www.theses.fr/2003ECAP0938.
Full textAbstract:
Cette thèse concerne l'identification et la modélisation des phénomènes responsables du relâchement des gaz de fission dans les combustibles UO2 à plaques lors d'un transitoire de puissanceDes échantillons de ces combustibles, irradiés à 36 GWj/tU, ont été recuits à des températures allant de 1100ʿC à 1500ʿC avec mesure en ligne des relâchements gazeux. Les observations post-recuits ont permis de relier ces résultats à la diffusion du gaz, majoritairement sous forme atomique, vers les joints et à la formation de labyrinthes sur les joints de grains par interconnexion des bulles intergranulaires. C'est cette diffusion des atomes de gaz vers les joints qui est responsable du relâchement. Pendant le recuit leur diffusion est ralentie par le piégeage des atomes de gaz par les bulles intragranulaires. Ainsi, le modèle développé a permis de souligner l'influence des conditions d'irradiation sur la répartition du gaz en fin d'irradiation et sur son relâchement pendant le transitoire.
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Ayyadi, Asma El. "Couplage des modèles classique-quantique. Simulation de la diode à effet tunnel." Toulouse, INSA, 2002. http://www.theses.fr/2002ISAT0026.
Full textAbstract:
L'objectif principal de ce travail de thèse concerne l'étude des modèles couplant des équations de type dérive-diffusion avec des équations de type Schrödinger. Ces problèmes sont motivés par des applications à la physique des dispositifs semi-conducteurs. Nous avons dérivé un modèle hybride dérive-diffusion/quantique à partir du modèle cinétique introduit par Ben Abdallah ('98), en supposant que l'opérateur de collisions est linéaire. Une approximation du second ordre conduit à l'introduction des termes correcteurs de couche limite, nécessitant la résolution de problèmes de Milne. La condition aux limites obtenue s'exprime par une relation de proportionnalité entre les niveaux de Fermi et le courant. L'approximation du coefficient de proportionnalité a été faite à partir de deux approches : l'approximation d'albédo et le schéma itératif introduit par Golse-Klar ('95). L'analyse du modèle est complétée par un travail d'expérimentation numérique. Nous avons généralisé l'approche précédente à une statistique de Fermi-Dirac, et donc l'opérateur de Boltzmann est remplacée par le modèle non linéaire. Dans la dernière partie de la thèse nous avons pris en compte des effets collisionnels dans la zone quantique par l'intermédiaire de l'équation de Pauli. Ainsi nous avons donné des conditions de transmission cinétique/quantique généralisant le modèle de Ben Abdallah. Le modèle fluide est ensuite dérivé comme dans les chapitres précédents. En dernier lieu, nous avons présenté une version transitoire du modèle hybrideThe principal objective of this work of thesis is to deal with the problem of coupling macroscopic fluid models (namely the Drift-Diffusion model) with quantum models (namely the Schrödinger equation) for those semiconductor devices where quantum effects play an important role only in a (small) portion of the domain. The hybrid classic-quantum models derived here are then coupled self-consistently with Poisson equation on the whole domain. The starting point for deducing the interface conditions is the kinetic-quantum coupling studied by Ben Abdallah ('98). The interface conditions are obtained with a diffusion limiting process. Second order interface conditions incorporating kinetic boundary layer corrections are derived. Two analytical formulae for the extrapolation coefficient appearing in the second order interface conditions, are proposed : the first one is based on the approximation of the albedo operator and the second one is an iteration procedure first introduced by Golse-Klar ('95). Resonant tunnelling diodes are simulated for two test cases of the results of the literature and the model shows good performance. Chapter 3 contains the extension of the results of the previous chapter to the case of Fermi-Dirac statistics and it follows the same structure. In the chapter 4 collisions are included in the quantum model via the Pauli equation. Appropriate interface conditions are deduced. Chapter 5 deals with the time dependant case with Boltzmann statistics
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Bessemoulin-Chatard, Marianne. "Développement et analyse de schémas volumes finis motivés par la présentation de comportements asymptotiques. Application à des modèles issus de la physique et de la biologie." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00836514.
Full textAbstract:
Cette thèse est dédiée au développement et à l'analyse de schémas numériques de type volumes finis pour des équations de convection-diffusion, qui apparaissent notamment dans des modèles issus de la physique ou de la biologie. Nous nous intéressons plus particulièrement à la préservation de comportements asymptotiques au niveau discret. Ce travail s'articule en trois parties, composées chacune de deux chapitres. Dans la première partie, nous considérons la discrétisation du système de dérive diffusion linéaire pour les semi-conducteurs par le schéma de Scharfetter-Gummel implicite en temps. Nous nous intéressons à la préservation par ce schéma de deux types d'asymptotiques : l'asymptotique en temps long et la limite quasi-neutre. Nous démontrons des estimations d'énergie-dissipation d'énergie discrètes qui permettent de prouver d'une part la convergence en temps long de la solution approchée vers une approximation de l'équilibre thermique, d'autre part la stabilité à la limite quasi-neutre du schéma. Dans la deuxième partie, nous nous intéressons à des schémas volumes finis préservant l'asymptotique en temps long dans un cadre plus général. Plus précisément, nous considérons des équations de type convection-diffusion non linéaires qui apparaissent dans plusieurs contextes physiques : équations des milieux poreux, système de dérive-diffusion pour les semi-conducteurs... Nous proposons deux discrétisations en espace permettant de préserver le comportement en temps long des solutions approchées. Dans un premier temps, nous étendons la définition du flux de Scharfetter-Gummel pour une diffusion non linéaire. Ce schéma fournit des résultats numériques satisfaisants si la diffusion ne dégénère pas. Dans un second temps, nous proposons une discrétisation dans laquelle nous prenons en compte ensemble les termes de convection et de diffusion, en réécrivant le flux sous la forme d'un flux d'advection. Le flux numérique est défini de telle sorte que les états d'équilibre soient préservés, et nous utilisons une méthode de limiteurs de pente pour obtenir un schéma précis à l'ordre deux en espace, même dans le cas dégénéré. Enfin, la troisième et dernière partie est consacrée à l'étude d'un schéma numérique pour un modèle de chimiotactisme avec diffusion croisée pour lequel les solutions n'explosent pas en temps fini, quelles que soient les données initiales. L'étude de la convergence du schéma repose sur une estimation d'entropie discrète nécessitant l'utilisation de versions discrètes d'inégalités fonctionnelles telles que les inégalités de Poincaré-Sobolev et de Gagliardo-Nirenberg-Sobolev. La démonstration de ces inégalités fait l'objet d'un chapitre indépendant dans lequel nous proposons leur étude dans un contexte assez général, incluant notamment le cas de conditions aux limites mixtes et une généralisation au cadre des schémas DDFV.
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El, Kabiri Mohamed. "Transport et diffusion turbulente de la chaleur en aval d'une source linéaire placée au-dessus d'une paroi adiabatique." Rouen, 1996. http://www.theses.fr/1996ROUES040.
Full textAbstract:
L'étude expérimentale du transfert de chaleur en aval d'une source linéaire placée successivement à différentes hauteurs dans une couche limite turbulente a été réalisée. L'ensemble des moments des champs de vitesse et de température jusqu'à l'ordre 3 sont présentés et analysés à partir des modélisations usuelles. Les équations de bilan de l'enthalpie, de la variance des fluctuations de température, des flux de chaleur turbulents verticaux et horizontaux ont été évaluées. Un schéma de normation basé sur l'évolution géométrique du champ de température moyenne a permis de rassembler l'ensemble des résultats
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Dobigny, Blandine. "Développement d’outils de modélisation et de méthodes pour le contrôle de pneumatiques par ultrasons." Paris 7, 2014. http://www.theses.fr/2014PA077225.
Full textAbstract:
Cette thèse s'inscrit dans le domaine du contrôle non destructif des pneumatiques par ultrasons. Plus particulièrement, l'objectif est de développer un modèle capable de décrire l'interaction des ondes ultrasonores avec la structure de renfort du pneumatique constituée de nappes de câbles. Le pneumatique est considéré comme un milieu atténuant comportant plusieurs réseaux de diffuseurs cylindriques, disposés dans des plans parallèles avec une orientation variable d'un réseau à l'autre. Dans un premier temps, l'expression du champ diffusé par un réseau unidirectionnel est étendue au cas d'un milieu atténuant pour une onde plane d'incidence quelconque. Le modèle est utilisé pour comparer les comportements d'un réseau infini et d'un grand réseau fini. L'analyse d'un réseau perturbé ainsi que l'étude de l'influence de l'angle d'incidence sont également effectuées. L'étude est réalisée en-deçà et au-delà de la première fréquence de coupure, à partir de laquelle le champ s'écrit comme une combinaison de plusieurs ondes planes. Cette décomposition est ensuite utilisée pour traiter l'empilement de plusieurs réseaux. Après décomposition sur une base commune d'ondes planes, les expressions du champ pour chaque réseau sont raccordées afin de modéliser les interactions entre nappes. La démarche est validée sur un réseau bidirectionnel. Enfin, des validations expérimentales sont réalisées sur des échantillons caractéristiques du pneumatique. Des mesures sont effectuées en transmission afin de mettre en avant les effets réseaux selon la fréquence et l'angle d'incidence. Les coefficients calculés à partir des signaux expérimentaux sont finalement comparés à ceux issus du modèleThis thesis deals with ultrasonic non-destructive testing of tires. More precisely, this work aims to model ultrasonic wave interactions with wires collections that reinforce the tire. The tire is considered as an attenuating medium with several embedded gratings of cylinders. The orientation of each grating may be different but they ail constitute parallel plans. First, the calculation of the field scattered by a unidirectional grating is extended both to the case of an attenuating medium and a plane wave with an arbitrary angle of incidence. The model is used to compare the behaviors of infinite and large finite gratings. We also study a grating with a perturbation and the influence of the incidence angle. Each case is considered in a frequency range below and above the cutoff frequency where the wave field is written as a sum of several plane waves. This decomposition is then used to deal with stacks of gratings. After the decomposition into plane waves, with a shared basis, the fields calculated for each grating are joined to model the interaction between gratings. This approach is validated with a bidirectional array. Finally, experimental validations are conducted on simplified tire-like samples. Through-transmission experiments have shown the grating effects depending on the frequency and the incidence angle. The experimental transmission coefficients have finally been compared to those calculated with the model
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Gasca, Petrica. "Zirconium – modélisation ab initio de la diffusion des défauts ponctuels." Thesis, Lille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LIL10111/document.
Full textAbstract:
Le Zirconium, sous forme d’alliage, est l’élément principal du gainage combustible des réacteurs nucléaires à eau pressurisée. Sous irradiation, les gaines s’allongent de manière significative, phénomène attribué à la croissance de boucles de dislocations lacunaires dans les plans de base de la structure hexagonale compacte. La compréhension des mécanismes à l’échelle atomique à l’origine de ce processus à motivé ce travail. Par le biais de la modélisation atomique ab initio nous avons étudié la structure et la mobilité des défauts ponctuels dans le Zirconium. Nous avons ainsi constaté que quatre défauts interstitiels possèdent des énergies de formation très proches, dans une fourchette de 0,11 eV. L’étude des chemins de migration nous a permis de dégager des énergies d’activation des sauts premiers voisins, utilisées comme paramètres d’entrée pour un code Monte Carlo cinétique. Ce code a été développé pour calculer le coefficient de diffusion du défaut interstitiel. Nos résultats conduisent à une migration deux fois plus rapide parallèlement aux plans de base que parallèlement à l’axe c, avec une énergie d’activation de 0,08 eV, indépendante de la direction. Le coefficient de diffusion de la lacune, estimé en utilisant un modèle à deux sauts, est également anisotrope, avec un processus plus rapide dans les plans de base que perpendiculairement à ceux-ci. L'influence de l'hydrogène sur la germination des boucles de dislocations lacunaires a été étudiée suite à l'observation expérimentale d'une accélération de la croissance des gaines en présence de cet élémentZirconium is the main element of the cladding found in pressurized water reactors, under an alloy form. Under irradiation, the cladding elongate significantly, phenomena attributed to the vacancy dislocation loops growth in the basal planes of the hexagonal compact structure. The understanding of the atomic scale mechanisms originating this process motivated this work. Using the ab initio atomic modeling technique we studied the structure and mobility of point defects in Zirconium. This led us to find four interstitial point defects with formation energies in an interval of 0.11 eV. The migration paths study allowed the discovery of activation energies, used as entry parameters for a kinetic Monte Carlo code. This code was developed for calculating the diffusion coefficient of the interstitial point defect. Our results suggest a migration parallel to the basal plane twice as fast as one parallel to the c direction, with an activation energy of 0.08 eV, independent of the direction. The vacancy diffusion coefficient, estimated with a two-jump model, is also anisotropic, with a faster process in the basal planes than perpendicular to them. Hydrogen influence on the vacancy dislocation loops nucleation was also studied, due to recent experimental observations of cladding growth acceleration in the presence of this element
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Wolff, Pierre. "Etude de la susceptibilité de diodes P. I. N. Soumises à une agression hyperfréquence." Montpellier 2, 1993. http://www.theses.fr/1993MON20032.
Full textAbstract:
La diode pin asga ou silicium est modelisee par la resolution des equations de transport. Le modele prend en compte les effets de porteurs chauds, l'ionisation par impact et la recombinaison d'auger et de shockley read hall. Nous avons montre que les phenomenes de diffusion sont primordiaux dans les diodes courtes. Il est donc incorrect d'utiliser la relation d'einstein. Des mesures et des simulations realisees en commutation et en grand signal hyperfrequence ont montre l'existence d'oscillations lorsque la diode est en avalanche. Elles trouvent leur origine dans l'equation de poisson
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Pennarun, Pierre-Yves. "Migration à partir de bouteilles en PET recyclé : Elaboration et validation d'un modèle applicable aux barrières fonctionnelle." Reims, 2001. http://www.theses.fr/2001REIMS011.
Full textAbstract:
Les polymères (emballages alimentaires) sont susceptibles de sorber des substances toxiques (pesticides, huiles. . . ) avant et pendant leur collecte pour recyclage. La réutilisation de ces plastiques en nouveaux emballages pour contact alimentaire, est proposée pour réduire ces déchets. Mais ils peuvent, après migration des polluants dans l'aliment, porter atteinte à la santé du consommateur. Le concept de barrière fonctionnelle (BF) a été proposé pour protéger l'aliment de la migration de polluants potentiels. Il consiste à insérer du polymère recyclé entre deux couches de matière vierge, qui décale dans le temps la migration (temps de latence). La modélisation de la diffusion a permis de prédire ce temps de latence et donc, la période pendant laquelle l'emballage sera sûr. L'analyse numérique autorise une modélisation complète de tous les phénomènes de transports dans les polymères : - au travers de la BF pendant la mise en oeuvre des préformes en PET : le coefficient de diffusion est fonction de la température locale qui dépend du temps et de la position dans la préforme (diffusion de la température et de la matière calculées à partir des lois de Fourier et Fick). - Diffusion/migration de substances au cours du contact avec l'aliment : le coefficient de diffusion des substances est fonction de la concentration locale de l'aliment dans le polymère.
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Garnier, Jimmy. "Analyse mathématique de modèles de dynamique des populations : équations aux dérivées partielles paraboliques et équations intégro-différentielles." Phd thesis, Aix-Marseille Université, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00755296.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur l'analyse mathématique de modèles de réaction-dispersion. L'objectif est de comprendre l'influence du terme de réaction, de l'opérateur de dispersion, et de la donnée initiale sur la propagation des solutions de ces équations. Nous nous sommes intéressés principalement à deux types d'équations de réaction-dispersion : les équations de réaction-diffusion où l'opérateur de dispersion différentielle est le laplacien et les équations intégro-différentielles pour lesquelles l'opérateur de dispersion est de type convolution. Dans le cadre des équations de réaction-diffusion en milieu homogène, nous proposons une nouvelle approche plus intuitive concernant les notions de fronts progressifs tirés et poussés. Cette nouvelle caractérisation nous a permis de mieux comprendre d'une part les mécanismes de propagation des fronts et d'autre part l'influence de l'effet Allee, correspondant à une diminution de la fertilité à faible densité, lors d'une colonisation. Ces résultats ont des conséquences importantes en génétique des populations. Dans le cadre des équations de réaction-diffusion en milieu hétérogène, nous avons montré sur un exemple précis comment la fragmentation du milieu modifie la vitesse de propagation des solutions. Enfin, dans le cadre des équations intégro-différentielles, nous avons montré que la nature sur- ou sous-exponentielle du noyau de dispersion $J$ modifie totalement la vitesse de propagation. Plus précisément, la présence de noyaux de dispersion à queue lourde ou à décroissance sous-exponentielle entraîne l'accélération des lignes de niveaux de la solution.
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Albaraka, Zaher. "Étude de l’extraction membranaire par fibres creuses de sels alcalins par des systèmes macrocycliques calixaréniques." Strasbourg, 2010. http://www.theses.fr/2010STRA6012.
Full textAbstract:
Ce travail montre les avantages de l’extraction liquide-liquide non dispersive obtenue à l’aide de contacteurs membranaires. Conçus en modules de fibres creuses pouvant être imprégnés par le solvant organique (membranes lipophiles). Il montre la possibilité d’utiliser cette technique pour l’extraction de sels alcalins par des extractants macrocycliques dissouts dans un solvant non polaire. Il présente une modélisation du transfert de matière basée sur une adaptation du modèle du double film et appliqué pour des systèmes biphasiques présentant des isothermes non linéaires. L’influence des paramètres hydrodynamiques (débits des phases) et physico chimiques (diffusivité du soluté, conditions d’équilibre) sur les cinétiques de transferts sont discutés par le biais du coefficient de transfert global (Kw). La simplicité d’utilisation de modules membranaires dans des extractions non dispersives en fait de bons candidats dans des configurations en série pour combiner plusieurs opérations dans une démarche d’intensification de procédéThis work shows the advantages of liquid-liquid non-dispersive extraction which takes place in membrane contactors constructed with lipophilic hollow fibers. It shows the possibility of using this technique for the extraction of alkaline salts by macrocyclic extractants dissolved in a nonpolar solvent. It presents a model of mass transfer based on an adaptation of the double film model and applied to biphasic systems exhibiting nonlinear isotherms. It provides the global mass transfer coefficient which is shown to be influenced by phase flow rates, the solute diffusivity and the extraction equilibrium. The simplicity of use of membrane modules in non-dispersive extraction makes them good candidates to combine multiple operations (intensification process)
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Maurin, Guillaume. "Interactions entre cations alcalins et solides : modélisation d'une mordénite-Na+ et étude expérimentale de l'insertion de Li+ dans les nanotubes de carbone." Montpellier 2, 2001. http://www.theses.fr/2001MON20111.
Full text
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Massol, Jean-Luc. "Représentation des phénomenes de diffusion dans la modélisation des composants bipolaires de puissance : Application à la simulation du recouvrement inverse de la diode." Toulouse, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAT0017.
Full textAbstract:
Ce memoire est consacre a la representation des phenomenes de diffusion dans les composants bipolaires de puissance en vue de la simulation realiste de leur comportement dans les circuits. Pour le cas de la diode de puissance, l'auteur propose a cet effet differentes methodes d'obtention de la solution de l'equation de diffusion des porteurs en zone centrale, exactes ou approchees, mais toujours reliees aux parametres physiques et technologiques du composant. Parmi ces outils, le plus complet consiste en une ligne r-c dont les parametres varient avec l'epaisseur de la zone de stockage. Cette ligne decrit en realite les repartitions de porteurs en regime dynamique, sous forme de series de fourier en cosinus. Elle permet de conserver une representation continue, quelle que soit la phase de fonctionnement du dispositif considere. Cette base de modelisation est completee pour inclure l'influence des zones laterales, du courant de deplacement et du profil de dopage. La simulation du recouvrement inverse peut alors etre realisee. La comparaison de resultats de simulation avec des releves experimentaux permet de mettre en evidence le bien-fonde de cette approche pour la simulation des interactions composant-circuit
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Schmeltz, Marjorie. "Etude de la dynamique et de la mécanique des glaciers en combinant l'interférométrie radar et les modèles numériques." Toulouse 3, 2002. http://www.theses.fr/2002TOU30135.
Full text
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Delage, Fabienne. "Etude de la fonction cinétique de dissolution d'un verre nucléaire." Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20159.
Full textAbstract:
Ce travail a pour but d'etablir une fonction cinetique de dissolution dans l'eau, du verre nucleaire borosilicate inactif de reference r717. Les contributions au processus global de dissolution, des mecanismes de reaction de surface et de diffusion du silicium dans la solution interstitielle de la pellicule d'alteration, sont etudiees sur un intervalle de temps a l'echelle du laboratoire. Deux approches sont developpees: l'une experimentale, l'autre modelisatrice. Demarche experimentale. Les principaux resultats sont les suivants: les vitesses initiales de corrosion evoluent entre 90 et 250c selon une loi de type arrhenius; des correlations lineaires entre le taux de silicium piege dans la pellicule d'alteration et la concentration du silicium en solution peuvent etre etablies pour toutes les temperatures considerees; la diffusion du silicium dans la solution interstitielle de la pellicule d'alteration est mise en evidence dans des conditions experimentales a faible taux de renouvellement de solution; des concentrations en solution, quasi-stationnaires, peuvent etre observees a 110 et 150c pour des experiences menees a fort rapport surface de verre sur volume de solution. Modelisation. La cinetique de dissolution est decrite par une conjugaison des relations: equation cinetique du premier ordre par rapport au silicium et premiere loi de fick appliquee a la diffusion du silicium dans la solution interstitielle de la pellicule d'alteration. La simulation de la formation de la pellicule d'alteration est effectuee sur la base de la precipitation d'hydroxydes et carbonates, et du piegeage partiel du silicium selon les lois proposees precedemment. La reproduction des resultats experimentaux par le code de calcul est assez satisfaisante. Dans tous les cas etudies, la diffusion du silicium dans la solution interstitielle de la pellicule d'alteration ne peut etre negligee
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Monsivais, Huertero Alejandro. "Développement d'un modèle physique pour la réponse radar cohérente et polarimétrique de la végétation sahélienne, application à l'estimation de paramètres biophysiques." Toulouse 3, 2007. http://thesesups.ups-tlse.fr/63/.
Full textAbstract:
Un modèle cohérent de diffusion est développé en aide à la compréhension de la réponse radar de la végétation sahélienne. Cette végétation est principalement composée de ligneux et des herbacées annuelles. Dans ce modèle, le générateur de la végétation prend en compte la morphologie des ligneux et des herbacées. Le houppier des ligneux est très irrégulier mais il peut être représenté comme contenu dans un volume cylindrique ou ellipsoïdal dépendant de la forme du ligneux. C'est ainsi, que l'onde électromagnétique n'est atténuée que lorsque celle-ci traverse le volume. Par ailleurs, le générateur représente les herbacées comme un ensemble de tiges cylindriques et de feuilles en forme de lames à section transversale en " V ". La statistique du coefficient de rétrodiffusion est obtenue à partir d'une simulation Monte Carlo sur plusieurs réalisations. La précision des simulations est vérifiée en comparant avec des données satellite en bande C et polarisation HH. Les simulations sont, dans la plupart de cas, proches aux mesures. Après avoir vérifié la précision du modèle, celui-ci est implémenté dans un algorithme d'inversion de paramètres végétaux. Afin de réduire le temps de calcul du modèle cohérent, nous construisons un modèle simplifié basé sur les droits de régression linéaires des résultats issus du modèle direct. Les paramètres sensibles de la végétation sahélienne sont l'humidité du sol, la densité des herbacées et l'humidité des herbacées. L'estimation de ces trois paramètres montre un bon accord avec les données terrain lorsqu'on utilise les mesures en bande C et polarisation HHA coherent scattering model is developed for radar remote sensing of Sahelian grassland. This African vegetation is mainly composed of annual grass and shrubs. In this model first a generator of grass and shrub structures, which includes morphological information, is implemented. Shrubs’ crown is highly irregular, but for most part can be encompassed in an ellipsoidal or cylindrical volume depending on shrub shape. Thus, the extinction of the coherent wave is then calculated only when travelling in the volume. By the other hand, the generator represents the grass as a set of cylindrical stalks and blade leaves. Backscatter statistics are acquired via a Monte Carlo simulation over a large number of realizations. The accuracy of the model is verified using measured data acquired by a C-band satellite at HH polarization. In most of cases, simulations are closed to measurements. After being validated the model accuracy, the model is implemented in a vegetal-parameter retrieval algorithm. Since the coherent scattering model is significant time consuming, a simplified empirical model is constructed with the fitting of simulation results obtained by the forward model. The sensitive parameters of Sahelian vegetation are sol moisture content, grass density, and grass moisture content. The estimation of these three parameters using the set of C-band HH-polarized measured data shows a great agreement when comparing with ground data
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Trausch, Grégory. "Développement et mise en oeuvre d'une nouvelle méthode fondée sur le phénomène de nutation pour la décomposition d'un signal composite de Résonance Magnétique Nucléaire : application au signal 1H de l'eau dans des argiles synthétiques." Nancy 1, 2006. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_2006_0150_TRAUSCH.pdf.
Full textAbstract:
Le stockage des déchets nucléaires en sous-sol se fait selon un modèle multi-couches pour lequel l'utilisation d'argile est envisagée. Ce dernier type de matériau présente en effet des propriétés de rétention ionique importantes ainsi qu'une faible perméabilité à l'eau, deux caractéristiques essentielles pour assurer une bonne étanchéité de la barrière. Cette étude vise à caractériser par Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) la diffusion translationnelle des molécules d'eau dans trois argiles synthétiques candidates, dont deux présentent un massif de type « doublet de Pake ». Après avoir rappeler dans un premier chapitre l'état-de-l'art concernant les techniques mises en oeuvre jusqu'à aujourd'hui pour l'étude de tels systèmes, dont on décrit par ailleurs la structure, une large place est ensuite faite, dans le deuxième chapitre, à l'interprétation et à la simulation de leurs spectres protoniques conventionnels. Cela permet, entre autres, de mettre en évidence le phénomène d'échange chimique entre molécules d'eau dans ces systèmes. Le troisième chapitre traite de l'intérêt d'expériences de nutation originales effectuées à faible champ radiofréquence dans le cas des systèmes à résonance large en RMN pour déterminer le nombre de composantes et leurs contributions respectives au signal total. Le quatrième chapitre montre comment ces résultats peuvent être utilisés lors de l'exploitation des mesures de relaxation et de coefficients de diffusion translationnelle dans ces argiles. Les valeurs obtenues montrent une relaxation 100 fois plus rapide que celle de l'eau pure alors que la diffusion n'est que 4 fois plus lenteNowadays, geologic nuclear waste storage is envisionned according to a multi-layer model which implies clays. The latter exhibit retention capacities and low permeability to water ; that is why they are considered as a good candidate for engineered barriers to radioactive waste disposal. The present work here aims at studying transport phenomena which involve water molecules in three samples of synthetic clays (two of them exhibiting a « Pake doublet ») by means of Nuclear Magnetic Resonance (NMR). The first chapter describes structural proporties of clays and presents the state-of-art of NMR and other experimental techniques used for such systems. The second chapter deals with the interpretation and the simulation of each conventionnal proton spectrum. These simulations allow us to evidence and to characterize a chemical exchange phenomenon. The third chapter is dedicated to original nutation experiments performed under low radiofrequency field in the case of broad NMR signal. It is shown that this type of NMR experiment can yield the number and the proportion of each species contributing to the whole signal. These results are exploited in the fourth chapter for processing relaxation and diffusion experiments. Finally, the diffusion coefficients obtained by NMR are divided by a factor 4 with respect to pure water while relaxation rates are two orders of magnitude greater
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Alvarez, Benjamin. "Scattering Theory for Mathematical Models of the Weak Interaction." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0227.
Full textAbstract:
Dans ce travail nous considérons d'abord un modèle mathématique de la désintégration des bosons W en leptons. L'hamiltonien d'énergie libre est perturbé par un terme d'interaction issu du modèle standard de la physique des particules. Après avoir introduit des coupures en hautes énergies ainsi qu'en espace, nous démontrons que l'Hamiltonien est un opérateur auto-adjoint sur un produit tensoriel d'espaces de Fock. Nous en étudions la théorie de la diffusion. D'abord, nous supposons que les neutrinos ont une masse non nulle et la complétude asymptotique est vérifiée pour une valeur quelconque de la constante de couplage. Dans un deuxième temps, nous considérons des neutrinos non massifs dans un modèle simplifié. Nous démontrons alors la complétude asymptotique en supposant que la constante de couplage est suffisamment petite, en utilisant une théorie de Mourre singulière, des estimations de propagation adaptées ainsi que la conservation d'une certaine combinaison linéaire d'opérateurs de nombre de particules. Nous étudions par ailleurs des modèles de théorie des champs pour un nombre fini mais quelconque de fermions de spin 1/2. Le terme d'interaction est obtenu en considérant toutes les combinaisons possibles pour les opérateurs de création et d'annihilation. Les différents champs peuvent être massifs comme non massifs et le noyau d'interaction doit vérifier des hypothèses de régularité en espace comme en moment. L'hamiltonien est alors un opérateur auto-adjoint, quelque soit l'intensité de l'interaction, sur un produit tensoriel d'espaces de Fock. Nous démontrons par ailleurs l'existence d'un état fondamental. Nos résultats s'appuient sur une interpolation d'estimation en Nτ et peuvent intervenir dans la modélisation de processus d'interaction faible dans la théorie de Fermi. Nous présenterons enfin une façon de retirer la troncature en espace sur des modèles jouets anfin de définir un modèle invariant par translationIn this work, we consider, first, mathematical models of the weak decay of the vector bosons W into leptons. The free quantum field Hamiltonian is perturbed by an interaction term from the standard model of particle physics. After the introduction of high energy and spatial cut-offs, the total quantum Hamiltonian defines a self-adjoint operator on a tensor product of Fock spaces. We study the scattering theory for such models. First, the masses of the neutrinos are supposed to be positive: for all values of the coupling constant, we prove asymptotic completeness of the wave operators. In a second model, neutrinos are treated as massless particles and we consider a simpler interaction Hamiltonian: for small enough values of the coupling constant, we prove again asymptotic completeness, using singular Mourre's theory, suitable propagation estimates and the conservation of the difference of some number operators. We moreover study Hamiltonian models representing an arbitrary number of spin 1/2 fermion quantum fields interacting through arbitrary processes of creation or annihilation of particles. The fields may be massive or massless. The interaction form factors are supposed to satisfy some regularity conditions in both position and momentum space. Without any restriction on the strength of the interaction, we prove that the Hamiltonian identifies to a self-adjoint operator on a tensor product of anti-symmetric Fock spaces and we establish the existence of a ground state. Our results rely on novel interpolated Nτ estimates. They apply to models arising from the Fermi theory of weak interactions, with ultraviolet and spatial cut-offs. Finally, the removal of spatial cut-off to define translation invariant toy models will be quickly discussed in the last chapter
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Hosseinizadeh, Ahmad. "Excited States in U(1)2+1 Lattice Gauge Theory and Level Spacing Statistics in Classical Chaos." Thesis, Université Laval, 2010. http://www.theses.ulaval.ca/2010/26815/26815.pdf.
Full text
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Hasmy, Aguilar Anwar. "Simulations numériques de la structure et de certaines propriétés des aérogels de silice." Montpellier 2, 1995. http://www.theses.fr/1995MON20170.
Full textAbstract:
La cinetique de formation et la structure des aerogels de silice ont ete simulees numeriquement en utilisant le modele d'agregation amas-amas limitee par la diffusion. Un tres bon accord est obtenu avec les experiences de diffusion de rayonnement aux petits angles. La courbe i(q), donnant l'intensite diffusee, a pu etre reproduite avec succes pour toutes valeurs du vecteur d'onde q. L'etude numerique consacree a la transition sol-gel sur le modele d'agregation amas-amas limitee par la diffusion, a revele une manifestation geometrique du phenomene de percolation sur l'amas infini (juste au moment de la creation du gel) et une augmentation du temps gel t#g avec la taille de la boite. Ce comportement a ete aussi observe experimentalement dans les gels basiques, alros que ce n'est pas le cas des gels neutres. A ce propos, un modele d'agregation amas-amas avec liens fluctuants a ete introduit et a permis de montrer que la prise en compte de la restructuration des amas entraine que t#g ne depend pas de la taille de la boite. Ce dernier resultat, ainsi que d'autres resultats concernant la valeur de la pente de i(q), suggerent que ce nouveau modele pourrait etre utilise pour la modelisation des aerogels neutres. De plus, la dependance de la permeabilite gazeuse sur une serie d'aerogels partiellement densifies a ete etudiee numeriquement. Enfin, une etude numerique de la transition de phase dans les pores des aerogels montre l'existence d'un seuil de concentration au-dessus duquel une transition de phase du premier ordre devient du second ordre
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Garcia, Vindas José Ralph. "Transport du radon en milieu poreux (expérimentation et modélisation) : implication pour la réalisation et l'interprétation de mesures "in situ"." Montpellier 2, 1999. http://www.theses.fr/1999MON20003.
Full textAbstract:
Le radon est un gaz rare et radioactif qui est produit dans la chaine de desintegration de l'uranium. Grace a sa periode (3. 82 jours), il peut se deplacer dans le sol et parcourir de grandes distances avant de se desintegrer. Les mecanismes de transport de ce gaz dans le sol sont la diffusion ou la convection. Dans ce travail, nous etudions le transport du radon dans un milieu poreux et l'influence de certains parametres exterieurs sur l'emanation de ce gaz. Le chapitre i est une compilation des notions generales sur le radon et de son utilisation dans les sciences de la terre. Dans le deuxieme chapitre nous abordons le sujet de la detection de ce gaz. Nous decrivons les appareils de mesure utilises dans ce travail et nous etudions l'efficacite de leur reponse en fonction des variations de la concentration. Le chapitre iii expose la theorie general du transport de ce gaz et montre les resultats des mesures effectuees par differents auteurs et leur correlation probable avec les parametres climatologiques et geophysiques. Dans le quatrieme chapitre nous realisons en laboratoire une etude de la solubilisation du radon dans l'eau et une simulation de la pluie sur le campus. Il est resulte de ces travaux la conception d'une sonde sous-marine permettant de realiser des mesures ponctuelles in situ. Le chapitre v est consacre a la simulation et a la modelisation du transport du radon en regime isothermique. Nous traitons le cas special d'un degazage intense. Dans le chapitre vi nous effectuons la modelisation theorique du transport du radon en regime non-isothermique. L'apparition des ondes de choc dans le profil de concentration est traitee dans le chapitre. Le chapitre vii presente quelques resultats de terrain obtenus au costa rica, correles avec la precipitation, qui valident le modele expose dans le chapitre iv. Nous montrons egalement des series temporelles de donnees ou il existe une probable correlation avec la sismicite du pays.
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Garcia, Cervantes Elias Yammir. "Modeling and analysis of Superphénix fast reactor tests with the neutronic calculation scheme APOLLO-3®-SFR for application to the ASTRID reactor." Thesis, Aix-Marseille, 2019. http://www.theses.fr/2019AIXM0274.
Full textAbstract:
Le développement de RNR-Na vise à concevoir des conceptions avancées avec une sûreté améliorée. Cela représente une complexité dans la modélisation, raison pour laquelle le développement d'une nouvelle plate-forme neutronique est en cours: APOLLO-3. Dans le cadre du processus VVQI de APOLLO-3 et en soutien à ASTRID, cette thèse analyse plusieurs essais de Superphénix portant sur différentes thématiques. Les essais de démarrage neutroniques de Superphénix sont effectués grâce à des schémas innovants de calcul APOLLO-3 dans le cadre de sa validation. À partir de ce modèle, la production des données pour une analyse thermo hydraulique avec CATHARE-3, chaînée au code de mécanique du combustible, GERMINAL, permet d'évaluer un transitoire de réactivité et les coefficients de sûreté kgh. Enfin, l'application à ASTRID des schémas validés avec APOLLO-3 est effectuée. En conclusion, même si le réacteur Superphénix n'est pas entièrement représentatif d'ASTRID, différentes techniques de modélisation avec APOLLO-3® donnent des évaluations appropriéesThe SFR development aims to conceive advanced designs with improved safety. This represents a complexity on its modeling, reason for which the development of a new neutronic platform is undergoing: APOLLO-3. Under the framework of the VVUQ process of APOLLO-3 and in support to ASTRID, this thesis analyses a set of the Superphénix tests concerning multiple topics. The Superphénix start-up tests are performed for the calculation schemes validation with APOLLO-3, followed by the analysis of certain parameters at power conditions. From this model the production of the data for a thermal-hydraulic analysis with CATHARE-3, chained to the fuel performance code GERMINAL code is done to assess a transient over power and the stationary kgh coefficients. Finally, the application to ASTRID of the validated schemes with APOLLO-3 is performed. In conclusion, even if the Superphénix is not entirely representative to the ASTRID, different modeling techniques with APOLLO-3® show appropriate evaluations
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Léger, Romain. "Contribution à l'étude de la durabilité des structures collées soumises à des efforts mécaniques après vieillissement humide." Phd thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aéronautique, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00518367.
Full textAbstract:
Une étude sur la durabilité d'assemblages collés en milieu chaud et humide est proposée dans ce manuscrit. L'objectif a été de construire un outil numérique capable de prédire le comportement mécanique après vieillissement des assemblages collés en vue de leurs dimensionnements. A cette fin, une importante étude expérimentale a été menée sur un adhésif structural de type époxy chargé élastomère et des assemblages collés simple recouvrement acier/époxy/acier, destinés à des applications du secteur automobile. Les résultats de ces essais ont permis le développement d'un modèle de diffusion non linéaire physiquement motivé, capable de prédire la pénétration de l'eau dans l'adhésif pour une température donnée et les contraintes qui en résultent. Ces dernières ont été obtenues grâce à une loi de comportement thermohydromécanique couplée, développée spécialement pour l'adhésif structural. Toutes ces lois ont été intégrées dans un modèle éléments finis capable de simuler l'essai de traction/cisaillement sur l'assemblage avec ou sans vieillissement. L'impact du vieillissement sur la tenue de l'adhésif et/ou de l'interface dans l'assemblage a été discuté pour améliorer la compréhension des observations expérimentales.
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Egret, Paul. "Synchronisation des flux physiques et financiers : mise en évidence de l'échec du déploiement d'un ERP au travers d'une étude de cas." Phd thesis, Université Nice Sophia Antipolis, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01059804.
Full textAbstract:
La synchronisation des flux physiques a reçu une importante attention dans la littérature. Si le non flux physique a reçu une attention toute particulière dans des domaines tels que le SCM, le pendant financier a longtemps était délaissé. Plus inquiétant, les délais de paiement ont longtemps été perçus comme un moyen de réduction du besoin en fonds de roulement des grandes entreprises. La crise des Subprimes a eu de lourdes conséquences sur le financement des entreprises les plus modestes, mettant en danger l'existence même de ces dernières. Notre travail initial de synchronisation des flux physiques et financiers instruits dans la cadre d'un partenariat CIFRE visait à trouver des solutions à ces problématiques en proposant des modèles d'optimisation sous contraintes. Néanmoins, notre volonté de mettre en œuvre nos travaux fut vaine et notre sujet a progressivement drifté vers la découverte de l'échec du déploiement d'un système ERP. Notre enracinement au sein d'une grande entreprise du secteur de la défense française nous a permis de mettre en œuvre une recherche action canonique en trois phases distinctes et a débouché sur la production d'un modèle de diffusion de l'innovation appliqué à l'ERP. Ce modèle en 6 phases, décrits les étapes successives du déploiement, en mettant en exergue l'impact des forces politiques au sein de l'organisation.
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Martin, Véronique. "Méthodes de décomposition de domaine de type relaxation d'ondes pour des équations de l'océanographie." Phd thesis, Université Paris-Nord - Paris XIII, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00583196.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est de développer des algorithmes de décomposition de domaine pour des équations de l'océanographie. Les méthodes de décomposition de domaine consistent à décomposer un domaine de calcul de grand taille en plusieurs sous-domaines plus petits. Elles s'appliquaient jusqu'à présent à des problèmes stationnaires, nous généralisons ici ce type de méthodes aux problèmes en temps ('Schwarz Waveform Relaxation Methods'). Le principal but de cette nouvelle approche est de simuler des problèmes multiphysiques pour lesquels il est intéressant d'avoir une discrétisation temporelle différente dans chaque sous-domaine. Nous généralisons aux équations d'évolution une méthode récente qui consiste à écrire les conditions transparentes (Conditions aux Limites Absorbantes) puis les approche par des opérateurs différentiels d'ordre 1 dans la direction normale à l'interface et d'ordre 0 ou 1 dans la direction tangentielle. Nous développons cette méthode premièrement pour l'équation de convection diffusion qui traduit notamment l'advection des traceurs (température, salinité, traceurs passifs) dans l'océan. Nous approchons les opérateurs exacts par développement de Taylor, ou par optimisation du taux de convergence. Nous démontrons que les problèmes aux limites introduits sont bien posés. Puis nous montrons la convergence des algorithmes correspondants. Des résultats numériques sont implémentés dans le cas avec ou sans recouvrement et mettent en évidence la réelle efficacité des méthodes optimisées. Nous faisons ensuite un premier pas vers le couplage d'équations en implémentant un algorithme de couplage de l'équation de convection avec l'équation de convection diffusion. Ensuite nous traitons les équations de Saint Venant, moyennes verticales des équations de Navier-Stokes en milieu tournant. Nous introduisons pour ce système un algorithme de décomposition de domaine avec des conditions d'interface qui s'obtiennent par des considérations physiques. Nous montrons que cet algorithme est bien posé puis nous en démontrons la convergence. Des résultats numériques concluants sont également exposés.
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Castro, Lopez William Camilo. "Modélisation du comportement diffuso-mécanique d'un polymère semi-cristallin sous pression d'eau." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2015. http://www.theses.fr/2015ESMA0010.
Full textAbstract:
La compréhension des couplages hydro-mécaniques pouvant influencer le comportement mécanique d’un polymère semi-cristallin (PSC) sous forte pression d’eau est à l’origine de ce travail de recherche.Afin de décrire des phénomènes de diffusion d’eau et leurs impacts sur le comportement mécanique du matériau lors d’un chargement multiaxial, l’influence des caractéristiques microstructurales sur le comportement diffuso-mécanique du matériau a été considérée dans la modélisation. Un modèle de comportement mécanique permettant de rendre compte du phénomène de cavitation généré par d’importantes déformations en traction et de l’évolution du comportement mécanique macroscopique vis-à-vis de la pression de confinement est ainsi couplé à un modèle de sorption dépendant de l’état microstructural du matériau. Une représentation multiphasique à différentes échelles est considérée : à une échelle ‘macroscopique’, le polymère cavité sous pression d’eau est assimilé à un milieu poreux constitué d’une phase solide (PSC) et une phase fluide (l’eau saturant les pores). A l’échelle du polymère, le comportement viscoplastique du PSC est modélisé à partir de la thermodynamique des milieux poreux, appuyé dans une représentation mésoscopique de sa microstructure, où le réseau cristallin interagit avec l’amorphe libre.Le modèle couplé a été implémenté dans un code de calcul par Eléments Finis. Les résultats de simulation démontrent la potentialité du modèle proposé, notamment sa capacité à capter des phénomènes de couplage entre la microstructure du matériau, la diffusion d’espèces et l’état de contraintes et déformations locales du matériau, permettant ainsi d’explorer des voies de compréhension des observations expérimentalesComprehension of the hydro-mechanical coupling affecting the mechanical behavior of a semicrystalline polymer (SCP) under high water pressure was the motivation of this research work.In order to describe the water diffusion phenomenon and its impact on the mechanical behavior of the SCP when multiaxial stresses are applied, the effect of the microstructure on the diffuso-mechanical behavior of the polymer was considered for modeling. A constitutive model including void nucleation and growth induced by large strains, and a dependence of the macroscopic mechanical behavior on hydrostatic pressure, is then coupled with a sorption model depending on the microstructure of the polymer.A multiphase representation at two scales is considered: at a ‘macroscopic’ scale, the cavitated SCP under water pressure is considered to be a saturated porous medium with the SCP as the solid phase, and the water saturating the voids as the fluid phase.At a lower scale, the viscoplastic behavior of the SCP has been modeled from the thermodynamics of porous media based on a meso-scale representation of its microstructure with the crystalline lamellae interacting with the free amorphous.The coupled model was implemented into a finite elements code. The simulation results demonstrate the potential of the proposed model, in particular its capability to take into account coupling phenomena between the microstructure of the material, species diffusion and the local state of stresses and strains which contributes to the comprehension of experimental observations
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Leos, Zamorategui Arturo. "On the interface between physical systems and mathematical models : study of first-passage properties of fractional interfaces and large deviations in kinetically constrained models." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2017. http://www.theses.fr/2017USPCC183/document.
Full textAbstract:
La thèse décrit les propriétés d’équilibre et hors d’équilibre de modèles mathématiques stochastiques de systèmes physiques. À l’aide de simulations numériques, on étudie les fluctuations des différentes quantités mais on s’interesse aussi aux grands déviations dans certains systèmes. La première partie de la thèse se concentre sur l’étude des interfaces rugueuses observées dans des processus de croissance. Ces interfaces sont simulées avec des nouvelles techniques de programmation en parallèle qui nous permettent d’accéder à des systèmes de très grande taille. D’une part, on discute le cas diffusif, représenté par l’équation d’Edward-Wilkinson dans des interfaces périodiques, pour lequel on obtient une solution exacte de l’équation discrète dans l’espace de Fourier. Avec cette solution on déduit le facteur de structure associé aux amplitudes des modes et l’expression exacte est comparée avec les valeurs numériques. De plus, on fait le lien entre les propriétés de premier passage des interfaces et le mouvement Brownien. On mesure la distribution des longueurs des intervalles et on compare les résultats avec une version modifiée du théorème de Sparre-Andersen. D’autre part, on étudie le cas général qui inclut les cas sous-diffusif et superdiffusif avec des conditions de bord périodiques. On étudie pour ces interfaces fractionnaires des propriétés de premier passage liées aux zéros des interfaces. Dans l’état stationnaire, on étudie également les premiers cumulants et propriétés d’échellement de la longueur des intervalles et de la densité de zéros. De plus, on mesure la largeur typique de l’interface et ses propriétés d’échellement. Finalement, on analyse le comportement de ces observables dans les interfaces hors d’équilibre et on discute leur dépendance en la taille du système. On discute également les conditions de stabilité des solutions del’équation discrète, importantes pour les simulations des interfaces. Dans une deuxième partie, on étude la transition de phase dynamique dans des modèles cinétiquement contraints afin d’étudier la transition vitreuse observée dans des verres structuraux. Pour un modèle en dimension un, on étudie la géométrie spatio-temporelle des bulles d’inactivité qui caractérisent les hétérogénéités dynamiques observées dans les verres. On trouve que les directions spatiales et temporelles des bulles ne sont pas liées par un comportement diffusif. En contraste, on confirme l’échellement de l’aire et d’autres quantités attendues pour un système, a priori diffusif. De plus, grâce à la théorie des grandes déviations et l’algorithme de clonage, on identifie la transition de phase dynamique dans des systèmes en deux dimensions spatiales. D’abord on mesure l’énergie libre dynamique pour différentes valeurs du paramètre λ. Après, on conjecture des valeurs critiques λ c = Σ/K, avec Σ la tension surface d’une ı̂le de sites actifs entourée par des sites inactifs dans un modèle effectif et K l’activité moyenne du système, pour laquelle la transition de phase a lieu dans la limite de taille infinie. En mesurant l’activité du système et le nombre d’occupation, on observe la dépendance de ces observables avec la taille des systèmes étudiés loin de la transition. Finalement, on mesure la propagation du front des sites actifs dans tout les systèmes. Pour l’un des systèmes étudiés, on identifie une vitesse balistique du front qui nous permet d’observer la transition de phase d’un point de vue dynamiqueThis thesis investigates both equilibrium and nonequilibrium properties of mathematical stochastic models that as a representation of physical systems. By means of extensive numerical simulations we study mean quantities and their fluctuations. Nonetheless, in some systems we are interested also in large deviations. The first part of the thesis focuses on the study of rough interfaces observed in growth processes. These interfaces are simulated with state-of-the-art simulations based on parallel computing which allow us to study very large systems. On the one hand, we discuss the diffusive case given by the Edward-Wilkinson equation in periodic interfaces. For the discrete version of such an equation, we obtain an analytic solution in Fourier space. Fur-ther, we derive an exact expression of the structure factor related with the modes amplitudes describing the interface and compare it with the numerical values. Moreover, using a mapping between stationary interfaces and the Brownian motion, we relate the distribution of the intervals generated by the zeros of the interface with the first-passage distribution given by a the Sparre-Andersen theorem in the case of the Brownian motion. As a generalization of the results obtained in the diffusive case, we study a linear Langevin equation with a Riesz-Feller fractional Laplacian of order z used to simulate sub- and super-diffusive interfaces. In this general case, we identify three regimes based on the scaling behaviour of the cumulants of the intervallengths, the density of zeros and the width of the interface. Finally, we study the evolution in time of some of the observables introduced before. In the second part of the thesis, we study the dynamical phase transition in kinetically constrained models (KCMs) in order to get some insight on the glass transition observed in structural glasses. In a one-dimensional KCM we study the geometry of the bubbles of inactivity in space-time for systems at different temperatures. We find that the spatial length of the bubbles does not scale diffusively with its temporal duration. In contrast, we confirm a vidiffusive behaviour for other quantities studied. Further, by means of large deviation theory and cloning algorithms, we identify the dynamical phase transition in two-dimensional systems. To start with, we measure numerically the dynamical free energy both by measuring the largest eigenvalue of the evolution operator,for small systems, and via the cloning algorithm, for larger systems. We conjecture a value λ c = Σ/K, with Σ the surface tensionof a bubble of activity surrounded by a sea of inactive sites in an effective interfacial model and K the mean activity of the system, for each of the systems studied. For the activity of the system and the occupation number we discuss their scaling properties far from the phase transition. Starting from an empty system subject to different boundary conditions, we investigate the front propagation of active sites. We argue that the phase transition in this case can be identified by the abrupt slowing-down of the front. This is done by measuring the ballistic speed of the front in the simplest case studied. Finally, we propose an effective model following the Feynman-Kac formula for a moving front.-proprietés de premier passage, interface rugueuse, diffusion fractionnaire , système hors d'équilibre, transition de phase dynamique, modèle cinétiquement contraint, grandes déviations.-first-passage properties, rough interface, fractional diffusion, out-of-equilibrium system, dynamical phase transition, kinetically constrained model, large deviations
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Nambully, Suresh Kumar. "A Filtered-Laminar-Flame PDF subgrid scale closure for LES of Premixed Turbulent Flames : Application to a Stratified Bluff-body burner with Differential Diffusion." Phd thesis, INSA de Rouen, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00845904.
Full textAbstract:
A sub-grid scale closure for Large Eddy Simulation (LES) of turbulent combustion, based on physical space filtering of laminar flames is presented. The proposed formalism relies on a presumed probability density function (PDF) derived from the filtered laminar flames and flamelet tabulated chemistry. The combustion LES filter size is not fixed in this novel approach when sub-grid scale wrinkling occurs, but calibrated depending on the local level of unresolved scalar fluctuations. The model was validated by simulating 1D filtered laminar flames and 2D Bunsen flames. Subsequently, the model was tested on a 3D turbulent scenario by performing LES of the premixed and stratified configurations of the Cambridge swirl burner, experimentally studied by Sweeney and co-workers. Comparison of simulation and experiments for both the premixed and stratified configurations showed good agreement emphasizing the model characteristiscs. Instantaneous and time averaged LES data were analyzed to extract
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Del, Punta Jessica A. "Mathematical methods in atomic physics." Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0035/document.
Full textAbstract:
Les problèmes de diffusion de particules, à deux et à trois corps, ont une importance cruciale en physique atomique, car ils servent à décrire différents processus de collisions. Actuellement, le cas de deux corps peut être résolu avec une précision numérique désirée. Les problèmes de diffusion à trois particules chargées sont connus pour être bien plus difficiles mais une déclaration similaire peut être affirmée. L’objectif de ce travail est de contribuer, d’un point de vue analytique, à la compréhension des processus de diffusion Coulombiens à trois corps. Ceci a non seulement un intérêt fondamental, mais est également utile pour mieux maîtriser les approches numériques en cours d’élaboration au sein de la communauté de collisions atomiques. Pour atteindre cet objectif, nous proposons d’approcher la solution du problème avec des développements en séries sur des ensembles de fonctions appropriées et possédant une expression analytique. Nous avons ainsi développé un nombre d’outils mathématiques faisant intervenir des fonctions Coulombiennes, des équations différentielles de second ordre homogènes et non-homogènes, et des fonctions hypergéométriques à une et à deux variablesTwo and three-body scattering problems are of crucial relevance in atomic physics as they allow to describe different atomic collision processes. Nowadays, the two-body cases can be solved with any degree of numerical accuracy. Scattering problem involving three charged particles are notoriously difficult but something similar -- though to a lesser extent -- can be stated. The aim of this work is to contribute to the understanding of three-body Coulomb scattering problems from an analytical point of view. This is not only of fundamental interest, it is also useful to better master numerical approaches that are being developed within the collision community. To achieve this aim we propose to approximate scattering solutions with expansions on sets of appropriate functions having closed form. In so doing, we develop a number of related mathematical tools involving Coulomb functions, homogeneous and non-homogeneous second order differential equations, and hypergeometric functions in one and two variables
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Piquer, Estelle. "Convection mixte en fluide binaire avec prise en compte de l'effet Soret." Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30123.
Full textAbstract:
Le travail présenté porte sur l'étude de la convection mixte en fluide binaire avec effet Soret (gradient de concentration induit par un gradient de température). La géométrie considérée est une conduite parallélépipédique, horizontale, chauffée par le bas. L'écoulement moyen est généré par un gradient de pression horizontal. Nous nous intéresserons à la naissance de structures thermoconvectives sous la forme de rouleaux transversaux 2D, perpendiculaires à l'axe de la conduite. Après avoir introduit les différentes notions de base et effectué une revue bibliographique, nous présentons le formalisme mathématique adopté. L'étude de la convection mixte en fluide binaire avec effet Soret est ensuite décomposée en trois parties : théorique, numérique et expérimentale. La partie théorique consiste en l'étude de la stabilité linéaire de l'écoulement de Poiseuille, linéairement stratifié en température et en concentration. Pour un mélange caractérisé par un nombre de Lewis élevé, un facteur de séparation négatif et pour de faibles valeurs du nombre de Reynols, nous retrouvons conformément à la littérature, à la naissance de la convection, la présence de deux branches de solutions correspondant à des rouleaux transversaux 2D se propageant dans le sens de l'écoulement moyen ou en sens inverse. D'un point de vue numérique, nous avons utilisé un code spectral pour détecter la naissance des rouleaux transversaux 2D. Nous avons également effectué des simulations numériques 2D et 3D avec le logiciel FEMLAB. Ces simulations nous ont permis de mettre en évidence les deux branches de solutions distinctes à la naissance de la convection mixte avec effet Soret, déterminées par l'analyse de stabilité linéaire. Enfin, nous avons mis au point un dispositif expérimental de PIV permettant la visualisation et la détermination du champ de vitesses des différentes structures thermoconvectives observables à la naissance de la convection dans des mélanges à facteur de séparation négatif.
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Derhoumi, Zine-El-Abidine. "Étude expérimentale et modélisation multi-physique des électrolyses diphasiques." Lorient, 2014. http://www.theses.fr/2014LORIS334.
Full textAbstract:
Au cours d'une électrolyse diphasique, il est généralement observé une production de bulles au niveau de l'une ou des deux électrodes, ce qui induit un écoulement de convection naturelle et une modification au niveau des propriétés hydrodynamiques et électriques de l'électrolyseur. La présente étude s'est faite en deux parties. Expérimentale : observation et quantification de la formation des bulles de gaz au niveau de l'une ou des deux électrodes par des caméras et mesure conjointe de la tension de cellule pour une intensité d'électrolyse imposée. Les lois d'évolution du diamètre d, de la population des bulles N et du potentiel électrique U au cours d'une électrolyse diphasique en fonction des paramètres explorés Densité de courant j, Concentration C (solution), Gravité G, matériau électrode. . . ) ont été établies. Numérique : un travail a été mené sur deux échelles (électrolyseur ; bulle). Les résultats numériques Jnt été obtenus en utilisant dans un premier temps le logiciel Fluent®. Dans un deuxième temps, les calculs ont été menés en couplage fort entre l'hydrodynamique (Fluidyn® CFD) et l'électrochimie (Flux Expert®)Experimental study: Observation and quantification of the bubble formation at one or both electrodes by cameras and the cell voltage measuring for two phase electrolysis. The diameter, cell voltage law evolution have been established according with investigated parameters (current density j, concentration C, gravity G and electrode material). Numerical study: The Numerical work was conducted on two scales (electrolyzer ; bubble). In the first step, Fluent® was used. In a second step, the modelisation was carried out for strong coupling between hydrodynamics (Fluidyn® CFD) and electrochemistry (Flux Expert®)
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Gasparin, Suelen. "Numerical methods for predicting heat and moisture transfer through porous building materials." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. https://thares.univ-grenoble-alpes.fr/2019GREAM077.pdf.
Full textAbstract:
La consommation énergétique des bâtiments est directement impactée par les variables climatiques et en particulier par la température, la radiation solaire, la pression atmosphérique, l’humidité relative et la vitesse du vent. La maîtrise de la performance hygrothermique des bâtiments permet la conception d’ouvrage à faible consommation énergétique intégrant des enveloppes durables et dépourvues de risques de pathologies liées à l’humidité. Ainsi, les architectes et constructeurs nécessitent de disposer d’outils, pour simuler les performances de l’enveloppe sur le long terme, qui reposent sur des modèles précis, fiables et rapides.Plusieurs modèles ont été proposés dans la littérature pour investiguer les transferts de chaleur et de masse dans les matériaux poreux composant les bâtiments. Généralement, les équations régissant les phénomènes sont résolues en employant des méthodes conventionnelles basées sur les différences finies ou les volumes finis combinés avec des schémas temporels implicites. Cependant, ces méthodes imposent des sous-itérations, coûteuses en temps de calculs, pour traiter les non linéarités du problème. De plus, elles exigent des discrétisations très fines qui augmentent significativement les temps de calcul des simulations. Par conséquent, ces travaux de recherches se concentrent sur le développement et l’analyse de méthodes numériques pour simuler de manière efficiente les problèmes de transferts de chaleur et de masse dans les matériaux poreux.Dans la première partie de cette thèse, des schémas améliorés par rapport aux approches traditionnelles sont proposés pour éliminer les sous-itérations coûteuses pour traiter les non linéarités, pour améliorer l’ordre de précision et pour diminuer les temps de calculs. Nonobstant les progrès réalisés avec les nouveaux schémas numériques, les conclusions de cette première partie montrent que nous manipulons toujours des systèmes d’équations de grandes dimensions, en particulier lorsqu’il s’agit de problèmes de transferts multidimensionnels. Pour cette raison, afin de diminuer d’avantage les coûts de calcul et la taille du modèle, un modèle d’ordre réduit basé sur les méthodes spectrales est proposé subséquemment. Il garantit une prédiction précise des phénomènes physiques. De plus, le degré de liberté de la solution est fortement réduit tout en préservant la fidélité du modèle. Le coût de calcul est nettement inférieur à celui du modèle complet originel.L’ensemble de ces méthodes sont appliquées à des problèmes relatifs aux phénomènes physiques intervenant dans les bâtiments, tels que les transferts mono ou multi-couches, la recherche de l’épaisseur optimale d’isolation, les mécanismes de tampons hygroscopiques ou encore les transferts à l’échelle de bâtiments mono- ou bi-zones. En conclusion, nous démontrons comment construire des modèles numériques efficaces, en termes de temps de calculs et précision, pour l’investigation des transferts de chaleur et de masse dans les matériaux poreuxBuilding energy consumption is directly impacted by weather parameters such as temperature, solar radiation, atmospheric pressure, relative humidity and wind velocity. The knowledge of the building hygrothermal performance enables the design of energy efficient buildings and the prediction of overall durability and sustainability of envelopes. Therefore, designers and builders are interested in modeling the long-term performance of the envelopes by means of accurate, reliable and fast simulation tools.Several numerical models have been proposed in the literature to study the heat and moisture transfer in building materials. In general, this problem is solved by traditional methods, such as finite-difference and finite-volume methods, using mainly implicit schemes. Nevertheless, these methods impose costly sub-iterations to treat the nonlinearities and very fine discretization, which increase substantially the simulation computational cost. Therefore, this research has been focused on the development and analyses of numerical methods for efficiently simulate the problem of heat and mass transfer through porous materials.In the first part of this thesis, improved schemes of the traditional numerical methods have been developed to eliminate costly sub-iterations to treat nonlinearities, to improve the order of accuracy and to save computer run time. Despite the great progress with the new numerical schemes, the conclusion of the first part shows that we still have to deal with large systems of equations, particularly when treating multi-dimensional transfer problems. For this reason, to reduce even more the computational burden and the size of the system, a reduced-order model, based on spectral methods is proposed in the sequence to provide an accurate description of the physical phenomena. The degrees of freedom of the solution is strongly decreased while maintaining the model fidelity. It ensures a computational cost much lower than the complete original model.All these methods are applied to problems related to building physics, such as single and multilayer nonlinear transfer, the determination of optimum insulation thickness, the process of moisture buffer effects and transfer in one- or two-zone building models. In conclusion, we show how to build efficient numerical models, in terms of computational cost and accuracy, to investigate the heat and mass transfer in porous materials