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Dissertations / Theses on the topic 'Méthode de l'impulsion thermique'
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Baudon, Sylvain. "Etude de l'influence des contraintes appliquées sur l'évolution des propriétés diélectriques des couches minces isolantes dans les composants semi-conducteurs de puissance." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01001950.
Full textAbstract:
La fiabilité des chaînes de conversion électrique dans les systèmes embarqués est un enjeu critique dans les applications où interviennent des contraintes liées à la sécurité des personnes ou à des aspects économiques non-négligeables. La maintenance préventive permet de surveiller le bon fonctionnement des maillons faibles de la chaîne de conversion, tels que les composants de puissance à semiconducteurs (IGBT à grille en tranchée) présents dans les convertisseurs d'électronique de puissance utilisés dans le domaine du transport. L'objectif de ce travail est d'évaluer la possibilité d'utiliser l'état de l'oxyde de grille comme indicateur de l'état opérationnel du composant, lorsque celui-ci est soumis à des contraintes thermo-électriques représentatives de son fonctionnement. Les résultats obtenus par couplage de différentes techniques non destructives (méthode capacité-tension et méthode de mesure des charges d'espace) mettent en évidence des évolutions de l'oxyde liées à des effets causés par les charges électriques dans les zones de la structure les plus contraintes.L'étude et la modélisation des phénomènes diélectriques dans les couches minces d'oxyde nécessitent de nouvelles méthodes de mesure de la charge électrique à haute résolution spatiale. Dans le présent travail, nous démontrons, à travers des simulations et des résultats expérimentaux, l'applicabilité d'une de ces techniques de caractérisation, " la méthode de l'impulsion thermique ", sur ce type de structures de la microélectronique. Sa sensibilité aux fines zones de champ électrique localisées au niveau des interfaces est en particulier mise en évidence, en ouvrant des voies vers la mise au point de nouvelles techniques à haute résolution spatiale, basées sur des stimuli thermiques.
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Yvetot, Stéphane. "Analyse de Prony multi-modèle de signaux transitoires : application aux signaux générés par l'impulsion électromagnétique d'origine nucléaire." Toulouse, INPT, 1996. http://www.theses.fr/1996INPT088H.
Full textAbstract:
Le travail que nous avons effectue a ete realise en collaboration avec le centre d'etudes de gramat (ceg). Le probleme pose consiste a realiser une analyse modale des signaux electriques induits sur les cables de liaisons d'un systeme lorsque celui-ci est soumis a une agression electromagnetique, telle que l'impulsion electromagnetique d'origine nucleaire (iemn), de facon a extraire les principaux parametres oscillants du signal. Typiquement ces signaux sont impulsionnels, large bande, contenant des evenements oscillants avec des apparitions differees dans le temps. L'extraction des parametres oscillants indique tout naturellement l'utilisation de la modelisation parametrique de prony, mais la structure particuliere des signaux rend le probleme non stationnaire et fait echouer les methodes parametriques stationnaires classiques. Afin de prendre en compte le caractere non stationnaire particulier des signaux, nous considerons l'utilisation de l'analyse multi-impulsionnelle dans un contexte multi-modele. Notre travail s'articule autour de 4 chapitres. Le premier chapitre rappelle le contexte de l'etude et le probleme pose et illustre quelques exemples de signaux d'iemn. Dans le second chapitre, apres une synthese bibliographique sur l'analyse multipulse et l'application des routines existantes sur des signaux d'iemn, nous etudions en detail les performances de la detection d'instants par intercorrelation. Le troisieme chapitre est dedie a la partie originale de notre travail qui associe la modelisation parametrique de prony a la detection d'instants par transformee en ondelettes. Nous montrons en particulier, l'influence du positionnement d'un modele de prony sur l'estimation des parametres d'amplitudes complexes du modele. La methode de detection des instants est evaluee sur un signal test expertise par le ceg. Le quatrieme chapitre est dedie a l'evaluation de la methode d'analyse retenue sur les signaux reels fournis par le ceg, en presentant plusieurs amenagements de la methode initiale
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Gauthier, Sébastian. "Caractérisation thermique de la matière par la méthode 3ω." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00826953.
Full textAbstract:
Cette thèse de doctorat porte sur le développement d'un banc de mesure pour la caractérisation thermique de la matière. Les techniques et instruments employés pour la mesure des propriétés thermo-physiques sont nombreux, évoluent constamment. Ils sont aujourd'hui encore le centre d'attention de multiples recherches. Ils sont néanmoins bien souvent adaptés préférentiellement à un état de la matière et à la mesure spéci fique d'un paramètre thermique. Le banc développé repose sur la méthode dite 3!, qui consiste à observer la réponse thermique fréquentielle d'un matériau soumis à un flux thermique harmonique. Cette technique met à pro t l'e et thermo-résistif qui accomplit la transduction du domaine thermique vers le domaine électrique. Elle permet alors de mesurer simplement les variations de température en fonction de la fréquence d'excitation donnant ainsi accès aux propriétés thermo-physiques du milieu étudié. Nous montrons que la méthode 3w permet eff ectivement d'une part de mesurer e fficacement la conductivité thermique, mais également d'estimer la capacité thermique isobare. De plus, alors qu'elle a été initialement introduite pour la caractérisation des solides, nous élargissons le champ d'application de cette technique, via un dispositif expérimental adapté, pour l'étendre aux autres états de la matière, à savoir les liquides et aux gaz. Le capteur proposé est fabriqué à l'aide des techniques de la micro-électronique et basé sur la technologie du silicium, ce qui permet de réduire fortement ses dimensions et o re des perspectives intéressantes en termes de miniaturisation et d'intégration
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Massaad, André. "Détermination de coefficients d'échange thermique par une méthode impulsionnelle." Lyon 1, 1985. http://www.theses.fr/1985LYO19040.
Full textAbstract:
Presentation d'une methode experimentale de determination des coefficients de transfert entre un fluide et une paroi en regime impulsionnel. Comparaison des resultats avec ceux obtenus en regime permanent
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Gauthier, Sebastian. "Caractérisation thermique de la matière par la méthode 3w." Thesis, Montpellier 2, 2012. http://www.theses.fr/2012MON20227/document.
Full textAbstract:
Cette thèse de doctorat porte sur le développement d'un banc de mesure pour la caractérisation thermique de la matière. Les techniques et instruments employés pour la mesure des propriétés thermo-physiques sont nombreux, évoluent constamment et font toujours l'objet de nombreuses recherches. Ils sont néanmoins bien souvent adaptés préférentiellement à un état de la matière et à la mesure spécifique d'un paramètre thermique.Le banc développé repose sur la méthode dite 3-omega, qui consiste à observer la réponse thermique fréquentielle d'un matériau soumis à un flux de chaleur harmonique. Cette technique met à profit l'effet thermo-résistif qui accomplit la transduction du domaine thermique vers le domaine électrique. Elle permet alors de mesurer simplement les variations de température en fonction de la fréquence d'excitation donnant ainsi accès aux propriétés thermo-physiques du milieu étudié.Nous montrons que la méthode 3-omega permet effectivement d'une part de mesurer efficacement la conductivité thermique, mais également d'estimer la capacité thermique isobare. De plus, alors qu'elle a été initialement introduite pour la caractérisation des solides, nous élargissons son champ d'application via un dispositif expérimental adapté et un nouveau type de capteur, pour l'étendre aux autres états de la matière, à savoir les liquides et aux gaz. Le capteur proposé est fabriqué à l'aide des techniques de la micro-électronique et basé sur la technologie du silicium, ce qui permet de réduire ses dimensions et offre des perspectives intéressantes en termes de miniaturisation et d'intégrationThis PhD thesis is devoted to the development of a measurement bench for thermal characterization.Nowadays, sensing techniques and instruments dedicated to this propose are numerous and evolve constantly : they still are an important research area. However, each instrument deals preferentially with one state of matter and measure mostly a unique thermal parameter. This measurement bench uses the so-called 3-omega technique, which consists in the measurement the thermal frequency response of a medium subject to an harmonic thermal heat flux. It is based on the thermo-resistive effect that links the thermal domain to the electrical domain. It therefore gives an easy way to measure the thermal variations in function of the frequency and allows the determination of the thermal properties.Initially introduced for solids, we show that this tool can indeed measure the thermal conductivity but also gives access to thermal capacity. Moreover, we expand its field of applications to other states of matter : liquids and gases.The sensor is fabricated using the microelectronics techniques and uses the silicon technology. That allows to reduce its dimensions and offers interesting prospects in terms of miniaturization and integration
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Lachi, Mohammed. "Détermination des diffusivités thermiques des matériaux composites par méthode flash bidirectionnelle." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1991. http://www.theses.fr/1991INPL006N.
Full textAbstract:
Le but de cette étude est de montrer que la méthode flash (Parker et al. , 1961) (Degiovanni 1977), originalement utilisée pour la mesure de la diffusivité thermique de matériaux isotropes, peut être étendue à la mesure des diffusivités thermiques de matériaux anisotropes. Dans le cas de matériaux anisotropes se présentant sous forme de plaques de faibles épaisseurs (composite multicouche par exemple), il n'est pas possible de mesurer la diffusivité thermique dans le plan des plaques par la méthode flash classique. Avec cette nouvelle technique, deux thermogrammes relevés sur la face opposée à l'impulsion permettent, par une comparaison à un modèle analytique d'identifier simultanément les deux diffusivités axiale (perpendiculaire au plan de l'échantillon) et radiale (dans le plan de l'échantillon), par la méthode des moments temporels partiels. Une installation a été développée et validée par des mesures de diffusivités thermiques sur deux échantillons, l'un conducteur en acier inoxydable et l'autre isolant en p. V. C. Des résultats obtenus sur divers échantillons composites (kevlar-epoxy, carbone-epoxy, c/c, sic/sic, c/sic) sont présentés
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Pascal, Romain. "Modélisation du traitement thermique superficiel par induction." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2003. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/rpascal.pdf.
Full textAbstract:
La thèse a été réalisée dans le cadre d'une collaboration entre le LTDS et la société ESI-Software. Le but est de développer une nouvelle méthode directe destinée à la modélisation du couplage physique fort entre les problèmes magnétodynamique et thermo-metallurgique dans une simulation numérique d'un procédé de traitement thermique superficiel par induction. Habituellement, la méthode indirecte classique est utilisée pour résoudre de tels problèmes couplés. Nous avons proposé d'utiliser une nouvelle méthode directe lorsque le courant source est sinusoi͏̈dal. Pour ce faire, les problèmes non-linéaires magnétodynamique et thermo-metallurgique sont résolus ensemble dans le même élément fini et la résolution du problème magnétodynamique repose sur une formulation éléments finis de balance harmonique (ou multi-harmonique). Les contraintes et déformations mécaniques résiduelles à la fin du traitement peuvent ensuite être calculées à partir des distributions de température et de phaseThis work has been done in collaboration between the LTDS and the ESI-Software company. The aim is to develop a new direct method for the modelling of the strong physical coupling between magnetodynamic and thermo-metallurgical problems in order to numerically simulate induction hardening process. Usually, the classical indirect method is used to solve such coupled problems. We have proposed to use a new direct method as far as the source current is sinusoidal. Thus, non-linear magnetodynamic and thermal problems are solved together in the same finite element and the resolution of the magnetodynamic problem rests on the harmonic balance (or multi-harmonic) finite element formulation (HBFEM). Residual mechanical stresses and strains at the end of the treatment can be therefore calculated from the temperature and phase distributions
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Halloumi, Anouar. "Modélisation mécanique et thermique du procédé de laminage asymétrique." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00609219.
Full textAbstract:
Le but de ce travail était la modélisation mécanique et thermique du laminage asymétrique. Celle-ci a été effectuée à l'aide de diverses méthodes. Deux approches, l'une analytique et l'autre semi-analytique, ont été utilisées pour la modélisation mécanique et deux autres, celles des différences finies et des éléments finis, pour la modélisation thermique. La première approche est celle des champs uniformes ; on a développé un modèle simple qui peut donner des ordres de grandeurs des différents paramètres du procédé. Une deuxième méthode plus complète mais plus complexe se base sur un champ de vitesse déduit d'une estimation parabolique de la forme des trajectoires. L'avantage de ce modèle est qu'il est capable de prévoir des grandeurs locales. Enfin la méthode des éléments finis a été aussi utilisée pour la modélisation mécanique. Dans un deuxième temps, l'aspect thermique du laminage asymétrique a été étudié. Pour la modélisation du procédé, nous avons alors adopté deux méthodes numériques, les différences finies et les éléments finis, du fait de la complexité de celui-ci. Le modèle thermique développé par différences finies a été ensuite intégré dans notre modèle mécanique (méthode des trajectoires). Celui-ci a donc pu être étendu pour pouvoir utiliser des lois d'écoulement qui dépendent de la température et donc pouvoir simuler le laminage asymétrique à chaud. Les prédictions du champ de température ont été confrontées aux résultats de calculs par éléments finis obtenus avec le code Abaqus. Finalement, une étude simple du développement de la texture cristallographique au cours du laminage a été réalisée.
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Nasr, Zouhaier. "Mesure de débit de sève brute dans un arbre par une méthode thermique : évaluation de la méthode et applications." Paris 11, 1989. http://www.theses.fr/1989PA112047.
Full textAbstract:
Parmi les méthodes thermiques développées pour évaluer la transpiration des plantes, la méthode de bilan de chaleur offre l'avantage de mesurer directement le débit total de la sève brute. Un ruban chauffant appliqué autour du tronc d'un arbre fournit une puissance connue. Les différentes pertes de chaleur au long du bois et vers l'air sont déterminées à partir de mesures de température effectuées avec des thermocouples. Le calcul du bilan de chaleur permet ensuite de calcuer la quantité de chaleur transportée par la sève puis le débit de sève. Dans un premier temps, on admet que le flux de chaleur latéral est rendu négligeable par l'utilisation d'un manchon isolant. Le débit horaire calculé suit l'évolution de la transpiration mesurée mais avec un certain retard. La transpiration journalière est estimée avec une erreur par excès variable inférieure à 30%. Ce capteur ne necéssite aucun étalonnage préalable et peut suffire pour contrôler l'irrigation ou repèrer un stress hydrique. Pour des évaluations plus précises du débit de sève (étude de la répartition de l'eau dans un arbre, étude physiologique. . . ), le capteur est complété par la prise en compte du flux de chaleur latéral et du stockage de chaleur, termes négligés au départ. Le débit de sève journalier estime la transpiration avec une présicion de 10%. Les écarts résiduels observés à l'échelle horaire paraissent dus à la variation du stock d'eau de la planteAmongst methods which have been developed to estimate plant transpiration, the heat balance offers the opportunity to measure directly sap flow rate. A known rate of heat is delivered by a heater monted on a tree around a portion fo the trunk. The heat fluxes by conduction along the main axis and the radius of the trunk are estimated from temperature messurements by thermocouples. Heat balance calculation gives out the convective heat flow in the sap and sap flow rate. A first approach was to assume lateral heat flow negligible by using a good insulation which encloses the heater. Results show that the computed hourly sap flow rate follows the measured transpiration rate, but with a delay. Daily transpiration was given by excess with an error less than 30 %. No calibration is required, the probe can be used for irrigation and water stress control. To determine more accurately the sap flow rate (distribution of water in a tree, physiological investigations. . . ) the probe was improved to estimate lateral heat flow and heat storage. The estimated daily sap flow rate follows clonely the measured transpiration with an error of 10 %. Variations in plant water content can explain residuel differences observed between calculated sap flow rate and transpiration
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Thermitus, Marc-Antoine. "Nouvelles techniques d'identification de la diffusivité thermique par la méthode Flash." Lyon, INSA, 1997. http://www.theses.fr/1997ISAL0029.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l'identification de la diffusivité thermique des matériaux opaques et isotropes par la méthode flash. Dans une première approche, on exploite non seulement le thermogramme de la face arrière mais aussi celui de la face qui reçoit l'impulsion thermique. Le rapport des des deux thermogrammes offre l'avantage d’être indépendant de la diffusion radiale de la chaleur dans l’échantillon. La diffusivité peut alors être identifiée par la méthode des moments temporels partiels. Une autre manière de tenir compte des deux thermogrammes est de calculer le rapport de leurs transformées de Laplace. Dans ce cas, en utilisant la méthode des quadripôles thermiques, on montre que l'influence de la durée et de la répartition temporelle de l'impulsion n'intervient pas. La diffusivité est alors identifiée dans le domaine de Laplace par la méthode de Levenberg-Marquardt. Cette méthode convient particulièrement aux films minces. Dans une deuxième approche, on ne considère que le thermogramme de la face arrière auquel on applique une transformation logarithmique. Le nouveau modèle obtenu est peu sensible aux pertes et à la diffusion radiale de la chaleur. On montre de plus que l'échantillon peut être assimilé à un système linéaire représenté par un modèle d'état. La diffusivité est alors identifiée en utilisant le filtre de Kalman. Cette méthode très efficace aux hautes températures et lorsque l'impulsion thermique n'est pas homogène, est bien adaptée au traitement en ligne des donnéesThe aim of this work is to propose new identification techniques of thermal diffusivity with the flash method in the case of isotropic and opaque materials. In the first approach, the temperature histories of the two faces of the sample are considered. It is shown that their ratio doesn’t depend on the radial heat diffusion within the sample. In this case, thermal diffusivity can be identified with an adapted moment method. Another way to take the two thermograms into account, is to compute the ratio of their Laplace transforms. Using the quadrupole method, it is shown that the duration of the pulse has no effect. Thermal diffusivity is then identified with the Levenberg-Marquardt method. This technique is particularly suitable for thin films. In the second approach, the logarithmic transform of the rear face temperature rise is considered. In comparison with other existing techniques, the new obtained regression model has the peculiarity to be less sensible to heat losses and to the non-uniformity of the pulse. Furthermore. A stare model is proposed, allowing the identification of thermal diffusivity with the Kalman filter. This technique is also suitable for on-line data redution
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Dugast, Florian. "Optimisation topologique en convection thermique avec la méthode de Lattice Boltzmann." Thesis, Nantes, 2018. http://www.theses.fr/2018NANT4056/document.
Full textAbstract:
L’optimisation des transferts de chaleur est un enjeu de recherche important pour améliorer les performances des systèmes énergétiques, notamment des échangeurs de chaleur. Cette optimisation peut s’appuyer sur différents leviers, comme le choix du régime d’écoulement, ou la modification de la géométrie de l’échangeur. C’est sur ce deuxième angle que nous avons travaillé au cours de cette thèse, en proposant une méthode d’optimisation topologique. Le nombre de paramètres impliqués dans cette méthode est important (plusieurs milliers). Une méthode à gradient est donc employée. Le calcul du gradient de la fonction de coût en fonction des paramètres de design est facilité par l’emploi d’une méthode adjointe. Le problème direct est résolu à l’aide de la méthode de Lattice Boltzmann (LBM). L’implémentation aisée des conditions aux limites dans l’algorithme LBM est un bénéfice pour l’optimisation topologique. De plus, la formulation de la LBM est explicite et hautement parallélisable, notamment sur les cartes graphiques (GPU), utilisées au cours de cette thèse. Ensuite le domaine d’optimisation est composé de fluide et de solide. Leur distribution est définie par une fonction Level- Set (LSF). Cette fonction est continue et le contour zéro définit précisément l’interface fluide/solide. La méthode d’optimisation développée a été testée et validée pour différents objectifs (minimisation de la température moyenne, maximisation de l’échange de chaleur) et contraintes (limitation des pertes de charges, porosité fixée)Heat transfer enhancement is an important research area to improve the efficiency of energy systems, especially for heat exchangers. There are different ways of optimizing such systems as the choice of flow regime or the modification on the fluid channels geometry. This thesis is focused on the latter option with the development of a topology optimization method. The number of design parameters involved in this technique is important (several thousands) so a gradient-based method is employed. The calculation of the cost function gradient with respect to the design variables is done with an adjoint-state method. The forward problem is solved with the Lattice Boltzmann Method (LBM). The simple implementation of the LBM boundary conditions is an interesting feature for topology optimization. The LBM algorithm is also highly parallelizable and GPU cards have been used in this thesis to obtain fast computational times. The efficiency of the LBM is important because the forward problem must be solved at each optimization step. Then, the optimization domain is composed of either solid of fluid elements. This material distribution is defined by a Level-Set Function (LSF). This is a continuous function in which the zero contour defines the fluid/solid interface, allowing an accurate description of both domains. The proposed optimization method has been tested for different objectives (minimization of the mean temperature, maximization of heat transfer rate) and constraints (pressure drops limitation, fixed porosity)
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Cai, Zhenhua. "Programmation robotique en utilisant la méthode de maillage et la simulation thermique du procédé de la projection thermique." Phd thesis, Université de Technologie de Belfort-Montbeliard, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01005406.
Full textAbstract:
L'objectif de cette étude est d'améliorer l'extension du logiciel de programmation hors-ligne RobotStudio™ existante et de développer une nouvelle stratégie pour générer la trajectoire du robot par rapport aux paramètres essentiels de projection thermique. Notamment, l'historique de la température par rapport à la trajectoire générée est prise en compte dans cette étude.L'extension logicielle Thermal Spray Toolkit (TST) intégrée dans le cadre de RobotStudio™ est spécialement développée pour générer la trajectoire du robot en projection thermique. L'amélioration de l'extension TST dans la nouvelle version de RobotStudio™ est mise au point sur deux modules principaux :PathKit : génération de la trajectoire sur des pièces complexes.ProfileKit : modélisation du cordon singulier du dépôt et prédiction de son épaisseur en fonction des paramètres opératoires.Les déficiences existantes de l'extension TST impliquent de mettre en œuvre une méthode plus avancée qui permettra de générer la trajectoire du robot en utilisant le maillage pour le calcul d'élément finis. Ainsi, l'opération de projection thermique pourra être menée. Dans cette étude, la méthodologie de maillage est introduite afin de fournir une stratégie de choix de points de trajectoire et l'obtention d'orientations de ces points de trajectoire sur la surface à revêtir. Un module dit MeshKit est donc ajouté dans l'extension TST afin de lui apporter ces fonctionnalités nécessaires.Un couplage entre la trajectoire du robot et la répartition de chaleur du substrat a été développé, ce qui permet d'étudier l'évolution de température pendent le processus de projection thermique.
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Lutun, Jérémie. "Modélisation thermique des alternateurs automobiles." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00742950.
Full textAbstract:
La thèse évoque les problématiques liées à la thermique des alternateurs d'automobile. En particulier, un modèle aéro-thermique est mis en place pour la machine. Les transferts thermiques de type conductif, convectif et fluidique sont caractérisés par des méthodes numériques, expérimentales ou encore issus de la bibliographie. Une comparaison avec des essais expérimentaux est proposé pour valider le modèle établi. Puis, une étude sur l'amélioration du refroidissement du stator et du rotor est présentée. Concernant le premier, le travail consiste à augmenter l'évacuation de la chaleur au niveau des têtes de bobine par modifications de paramètres géométiques (tel que la position du ventilateur). Pour le deuxième, l'étude s'est principalement focalisée sur l'augmentation du débit d'air axial et l'impact sur la thermique rotor.
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Hamoudi, Ali. "Méthode inverse pour la caractérisation des milieux poreux." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2009. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1489.
Full textAbstract:
Il existe plusieurs modèles mathématiques pour décrire le comportement dynamique et acoustique des matériaux poreux. Ces modèles se basent sur l'introduction de plusieurs paramètres géométriques décrivant la structure du matériau poreux. La porosité, la résistivité statique, la tortuosité, les longueurs caractéristiques visqueuse et thermique et la perméabilité thermique sont les paramètres géométriques utilisés par exemple dans le modèle de Johnson-Lafarge. La détermination de ces six paramètres est un problème délicat, mais pourtant nécessaire pour la modélisation des matériaux poreux.Il existe des méthodes directes pour mesurer ces paramètres qui peuvent être plus ou moins couteuses et efficaces. Une alternative efficace et accessible aux méthodes directes est la méthode inverse qui est le sujet de ce mémoire. Cette méthode consiste à utiliser les données recueillies par un tube d'impédance, comme l'impédance de surface, pour remonter aux paramètres géométriques par inversion du modèle de Johnson-Lafarge.
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Khédari, Jean. "Mesure de diffusivité thermique à haute température par une méthode périodique et étude de transfert thermique en géométrie cylindrique." Aix-Marseille 1, 1990. http://www.theses.fr/1990AIX11306.
Full textAbstract:
Une mesure de la diffusivite thermique des materiaux refractaires a haute temperature (800-1800 k) par une methode en regime periodique stationnaire est proposee dans ce travail. Avant toute exploitation, la critique detaillee d'un tel appareillage de manipulation delicate est necessaire: cet ensemble est en effet destine a l'etude des influences des desordres structuraux sur la conductibilite thermique des materiaux. L'etude des erreurs systematiques et aleatoires a permis une amelioration progressive du montage initial. Les mesures sur des echantillons-test d'alumine-alpha et de fer purs, presentent une dispersion de 2%. Dans ce domaine de 1300-1800 k, l'erreur estimee par rapport aux donnees de la litterature est de moins de 3%. Au cours de cette etude, la resolution analytique de l'equation du transfert thermique dans un cylindre fini avec des conditions aux limites periodiques en surface, a ete menee a bien et confirmee par une simulation numerique. Il a ete montre qu'en regime stationnaire periodique dependant du temps, la mesure des temperatures n'est pas simple. Pour interpreter correctement le signal delivre par l'instrument de mesure, une integration des signaux dans un espace entourant la sonde de mesure est necessaire. On explique ainsi la dependance des mesures avec la frequence d'excitation, fait observe mais non explique par les experimentateurs ayant utilise cette methode de mesure
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Azizi, Smail. "Conductivité thermique des matériaux poreux humides : mesure par méthode flash et interprétation." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1988. http://www.theses.fr/1988NAN10014.
Full textAbstract:
La conductivité thermique des milieux poreux (au-delà de la détermination de la conductivité thermique des milieux hétérogènes) est fortement influencée par les effets d'évaporation-condensation. Étude d'un matériau granulaire (billes de verre) et d'un milieu consolidé (béton léger) sur une large gamme de températures et d'humidité
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Maranzana, Gaël. "Modélisation thermique des composants électroniques de puissance par la méthode des quadripôles." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2003. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_2003_MARANZANA_G.pdf.
Full textAbstract:
Le contrôle thermique est un point clef de la conception des équipements électroniques. En effet les caractéristiques de fonctionnement des composants et la fiabilité des systemes dépendent fortement de la température. Nous avons développé un outil de modélisation des transferts de chaleur dans les composants électroniques de puissance qui permet d'optimiser leur structure d'un point de vue thermique. Ses performances en terme de temps de calcul permettent cette optimisation sans avoir recours à des modèles réduits. La méthode ne nécessite pas de maillage de la structure et son caractère analytique en fait une méthode adaptée à la caractérisation expérimentale des composants. Le premier chapitre est consacré à la mise en place des outils de modélisation thermique de structures à géométrie multibloc, c'est-à-dire de structures composées d'empilements pyramidaux de blocs parallélépipédiques, géométries caractéristiques des composants électroniques de puissance. Le deuxième chapitre est centré sur la validation et l'estimation des performances de la méthode. La simulation thermique d'un module IGBT (lnsulated Gate Bipolar Transistor) est réalisée. Une procédure de conception optimale d'un diffuseur est proposée. La faisabilité de la prise en compte par la méthode des quadripôles thermiques du couplage entre un canal fluide et ses parois solides, ou de la modélisation d'un radiateur à ailettes, est également démontrée. Le troisième et dernier chapitre est consacré à la mise au point d'outils de caractérisation d'empilements, de métrologie de température sur les IGBTs et de fluxmètrie par conduction inverse. Une procédure de mesure de température sur la surface d'un composant est également mise au point. La mesure est réàlisée par thermographie infrarouge, phosphorescence induite U. V. Et par l'intermédiaire d'un paramètre thermosensible afin de procéder à la cartographie des emissivités. La perspective d'utiliser un composant électronique comme fluxmètre est également envisagée.
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Randriamazaoro, Rado Nirina. "Modélisation numérique et analogique de l'érosion thermique." Paris 11, 2007. http://www.theses.fr/2007PA112139.
Full textAbstract:
Des investigations effectuées le long de la rivière de la Léna en Sibérie ont permis de constater l’ampleur des dégâts causés par l’érosion thermique sur les berges gelées des rivières périglaciaires. En certains endroits de la Léna, on observe des reculs pouvant atteindre plus de 25m par an. Ce processus se produit au printemps, en quelques semaines, pendant la période de débâcle. Afin de mieux comprendre ce processus, deux modèles mathématiques validés par des expérimentations ont été développés. Le premier est un modèle à taux constant dans lequel on suppose que l’érosion thermique se réalise à une vitesse constante. Ce modèle a permis de déterminer le rôle de chaque paramètre sur l’érosion thermique. Il a été validé par des mesures expérimentales en chambre froide. Les expériences ont donné des résultats cohérents avec le modèle à taux constant. La vitesse d’ablation croît avec la température de l’eau, la température de la glace et le débit. Elle diminue avec la teneur en glace dans le pergélisol. Les effets de la température de l’eau et du débit sont les plus importants dans le processus. Le second est un modèle à taux variable basé sur la méthode intégrale de Goodman. Il a permis de mettre en évidence l’existence d’une phase d’accélération dans le processus de l’érosion thermique et de montrer que le modèle à taux constant est un cas limite du problème. Une faible vitesse d’ablation est associée à une faible et longue accélération du processus. Inversement, une importante vitesse d’ablation correspond à une forte et courte accélération. Une fois validée par le modèle expérimental, nous appliquons les deux modèles théoriques aux cas typiques des rivières périglaciairesIn periglacial regions, frozen river banks are affected by thermal and mechanical erosion. In Siberia, bank retreat of up to 25 m per year are observed. This thermal erosion occurs during a few weeks, at springtime, for high enough water temperatures and river discharges. Until now, models of thermal erosion are based on the assumption of a constant melting rate. We have developed a more general model at variable rate, whose solution is calculated with the integral method. Results of this model are compared with experiments, carried out in a cold room. A hydraulic channel allows measurements of the thermal erosion rate of a ground ice sample subjected to a turbulent water flow. Once validated, the model is applied to the periglacial river study case. The model has contributed to better understand the roles of each parameter during the thermal erosion process. High water temperature, discharge and ice temperature produce a tremendous thermal erosion process, whereas the ice content in the soil tends to slow down the thermal erosion process. The effects of water temperature are predominant. Results also show that an acceleration phase occurs at the beginning of the thermal erosion process. The duration of such acceleration phase is systematically studied. A relatively long acceleration phase is related to a low ablation rate. During the flood season, when the water temperature is increased up to 18°C, this acceleration phase lasts only a few minutes. However, for typical data of periglacial river when the water temperature is close to the melting point, the acceleration phase can last a few days
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Abou, Dakka Mahmoud. "Mesures de charges d'espace dans divers polymères par la méthode de l'onde thermique." Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20123.
Full textAbstract:
Dans ce travail, nous decrivons le principe des methodes deja utilisees afin de determiner les charges d'espace dans les materiaux isolant. Puis on presente en detail la plus recente technique a savoir la methode de l'onde thermique. Nous avons verifie la validite de cette methode numeriquement et experimentalement. Puis, nous l'avons utilisee pour determiner la densite des charges dans quatre materiaux polymeres isolants. La non-destructivite de cette methode a permis de suivre l'evolution des charges d'espace et des champs electriques en fonction du temps. Les echantillons etudies sont munis de plusieurs types d'electrodes pour voir l'effet de l'interface (electrode-isolant) sur le phenomene de stockage des charges dans ces materiaux. Nous avons ainsi estime la duree de l'evacuation des charges et leur mobilite
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Dulac, Alain. "Étude de la réponse d'une méthode thermique pour suivre la coagulation du lait." Compiègne, 1990. http://www.theses.fr/1990COMPD312.
Full textAbstract:
La sonde thermique INRA est une résistance de platine, du type normalisé pour la mesure des températures, qui est utilisée avec un courant d'alimentation élevée (35 mA). Sa température, mesurée de façon habituelle, augmente lorsque le milieu dans lequel elle est plongée passe de l'état liquide (échange de chaleur convectif) à l'état semi solide (échange de chaleur conductif). Ce capteur peut ainsi servir à rendre compte du phénomène de coagulation du lait. Les applications de ce capteur en laboratoire tant qu'en industrie sont nombreuses : 1) meilleure compréhension du phénomène de coagulation; 2) caractérisation automatique des agents coagulants; 3) déclenchement automatique du tranchage du coagulum en cuves industrielles.
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Rakotonirina, Gabriel. "Modélisation thermique des moteurs asynchrones à cage par la méthode des éléments finis." Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 2001. http://depot-e.uqtr.ca/6651/1/000681036.pdf.
Full text
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Suwardi. "Modélisation thermique du traitement de surface par faisceau laser : application au traitement thermique superficiel." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1991. http://www.theses.fr/1991INPL038N.
Full textAbstract:
Modélisation numérique du traitement thermique superficiel d'une pièce en acier ou en fonte par faisceau laser. Dans une première approche le traitement est effectué sur une pièce fixe de géométrie simple. L'objectif est de valider le calcul et de mettre en évidence les paramètres les plus sensibles. Nous abordons ensuite les traitements au défilé d'abord dans le cas d'une géométrie simple puis ensuite dans le cas d'une pièce de forme complexe. L'approche du modèle par éléments finis est validée numériquement ou expérimentalement, les paramètres pertinents sont décrits. Un effort particulier a été apporté pour l'obtention de données fiables particulièrement en ce qui concerne l'absorptivité (rôle d'un revêtement de surface). Le modèle prend en compte une distribution d'énergie quelconque dans le faisceau laser
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Eustache, Patrick. "Utilisation d'un environnement éléments finis (S. I. C. ) pour le traitement couple en magnéto-thermique." Grenoble INPG, 1995. https://hal.science/tel-01570156.
Full textAbstract:
L'objectif de cette étude est de développer dans l'environnement éléments finis S. I. C. (Système Interactif de Conception), des outils informatiques permettant le traitement de phénomènes physiques couplés. Nous avons étudié en particulier les spécificités du couplage magnéto-thermique. Nous présentons les problèmes posés, puis en nous appuyant sur une application de magnéto-formage, nous justifions les solutions que nous avons programmées. En effet, ce type de couplage comporte de nombreuses difficultés. Tout d'abord, il faut disposer de tous les outils et les modèles permettant une représentation des lois de comportement magnétiques et thermiques. Ensuite, la modélisation des déplacements de pièces avec contact requiert l'utilisation de méthodes adaptées. Pour le déplacement, nous utilisons différentes méthodes de remaillages ou "assimilées" et pour le contact thermique, nous avons développé une méthode originale d'échanges entre éléments linéiques. Afin de faire coexister et communiquer différents modèles physiques, nous avons opté pour une méthode de "couplage indirect" (où les résolutions éléments finis de chaque discipline sont enchaînées successivement). Cette méthode permet de conserver les acquis de chaque discipline et de respecter leurs exigences et évolutions. De plus, nous montrons qu'elle est bien adaptée à une structuration des données sous forme d'objets. Les outils génériques ainsi réalisés ont permis le développement d'un module magnéto-themique. Nous l'avons utilisé pour étudier un procédé industriel complexe de formage de tubes d'acier chauffés par inductionThe aim of this study is to develop software tools allowing the treatment of coupled physical phenomena in a finite élément environment called S. I. C. (interactive design system). The specificities of the magnéto-thermal coupling in particular are studied. First the encountered problems are presented and then the chosen and programmed solutions are justified through an application of shaping by magnetic heating. Indeed, such a coupling involves many difficulties. First of ail, the tools and the models allowing the représentation of the magnetic and thermal phenomena need to be at one's disposai. Then, the modelling of moving parts with contacts requires the use of well adapted methods. For the movement, différent kinds of re-mesh or "assimilated" are used, while for the thermal contact, an original method of exchange between line éléments has been developed. In order to make différent physical models coexist and communicate among themselves, a "direct coupling" method is used (in such a method, the finite élément solving of each field are successively chained). This method allows to keep the vested interests of each field and to respect their needs and évolutions (This method allows to respect the partieularities of each field as well as their needs and évolutions). Moreover, this method has proved to be well adapted to an object data structuring. The generic tools thus realised hâve allowed the development of a magnéto-thermal module. This module has been used to study a sophisticated industrial process of shaping iron tubes by magnetic heating
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Milos̆ević, Nenad. "Mesure de la diffusivité thermique et de la résistance de contact thermique des couches minces sur des substrats par la méthode impulsionnelle." Lyon, INSA, 2008. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2008ISAL0025/these.pdf.
Full textAbstract:
Le but de ce travail est d’analyser et d’améliorer, en lui apportant les développements nécessaires, la méthode impulsionnelle pour la détermination de la diffusivité thermique et de la résistance thermique de contact de couches minces déposées sur des substrats. Afin d’atteindre cet objectif, ce travail a été structuré selon les trois volets suivants : 1. Des recherches théoriques, comprenant des résolutions analytiques et numériques de systèmes d’équations différentielles de conduction de la chaleur, avec les conditions initiales et aux limites correspondantes, 2. Des recherches numériques, portant sur des méthodes et procédures d’estimation de paramètres pouvant être mises en œuvre dans ce cadre d’objectifs, 3. Des recherches expérimentales, portant sur des modifications et le développement du dispositif de mesure, ainsi que la réalisation de diverses expériences. Dans le premier volet, on a élaboré plusieurs modèles thermiques correspondant à la conduction mono- et bidimensionnelle à travers un système bicouche avec des conditions générales et particulières. Dans le deuxième volet, afin d’étudier les possibilités d’estimation des paramètres inconnus, telle la diffusivité thermique d’une couche mince, en présence d’incertitudes sur les paramètres connus, on a appliqué et développé deux procédures différentes d’estimation paramétrique : l’une directe, avec des paramètres originaux, et l’autre optimale, avec des paramètres modifiés. Enfin, dans le troisième volet de ce travail, on a étudié des problèmes expérimentaux, liés à l’utilisation d’un dispositif complexe, on a développé un autre dispositif pour des mesures bidimensionnelles et appliqué ces différents dispositifs, ainsi que les procédures et modèles thermiques établis au cours des études précédentes, à des échantillons revêtus de différentes couches mincesThe purpose of this work is to revise and improve one, as well as establish and develop the other pulse method for the measurements of thermal diffusivity and thermal contact resistance of thin layers deposited on substrate. To carry out this mission, the work was directed to following three axes: 1. Theoretical studies, having included both analytical and also numerical resolutions of heat conduction differential equations, for the corresponding initial and boundary conditions. 2. Numerical studies, having contained methods and procedures of parameter estimation, being applied in the particular problem. 3. Experimental studies, having implied modifications and development of the experimental setup, as well as execution of different experiments. In the first direction, one established several models that corresponded to one- ant two-dimensional heat conduction through a tow-layered system, implying general and particular initial and boundary conditions. In the second direction, for a study of the estimation possibilities of unknown parameters, as it was the thermal diffusivity of thin layer, in the presence of the uncertainties of known parameters, one applied and developed two different estimation procedures: first, direct, with original parameters, and the second, optimal, with modified parameters. Finally, in the third direction, one studied experimental problems, appropriate to the experimental setup and measurement itself, established another setup for two-dimensional measurements, and applied these devices, procedures, and thermal models obtained from the previous studies, to real different samples with thin layers
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Le, Niliot Christophe. "Méthode des éléments de frontière pour la résolution des problèmes inverses en diffusion thermique." Aix-Marseille 1, 1991. http://www.theses.fr/1991AIX11372.
Full textAbstract:
Nous presentons dans ce memoire une methode originale de resolution numerique des problemes inverses, pour l'identification de conditions aux limites sur les contours de systemes diffusifs de geometries complexes (2d,3d). La methode numerique utilisee est celle des elements de frontiere, qui apparait bien adaptee pour le traitement des problemes inverses en diffusion de la chaleur. On donne la formulation elements de frontiere correspondant a la resolution des problemes inverses en stationnaire et instationnaire dans les cas lineaire et non lineaire. On associe a cette methode de resolution des procedures de regularisation (a. Thikonov) ce qui permet de resoudre correctement le probleme mal pose. On donne les resultats d'une etude exhaustive sur un cas test bidimensionnel avec notamment une etude de la sensibilite au bruit de mesure. Les resultats obtenus par elements de frontiere sont compares a ceux obtenus par une methode de reference (j. V. Beck) basee sur le principe de superposition. On presente egalement les resultats d'une application experimentale consistant a estimer la repartition spatiale de densite de flux appliquee sur la face cachee d'un systeme a partir de mesures thermographiques infrarouges sur sa face visible en stationnaire ou transitoire
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Mokhtari, Abdelmajid. "Application d'une méthode aux différences finies pour déterminer la diffusivité thermique de matériaux multicouches." Limoges, 1995. http://www.theses.fr/1995LIMO0001.
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Agnel, Serge. "Mesures de charges d'espace dans les oxydes diélectriques par la méthode de l'onde thermique." Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20124.
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La methode de l'onde thermique est une methode non destructive pour les charges electriques qui permet d'obtenir la distribution du champ electrique et de la densite de charges d'espace a l'interieur des isolants. Le couplage de cette methode avec la technique plus classique des courants thermostimules (cts) a ete utilise pour etudier les phenomenes de piegeage et de depiegeage dans des materiaux a structure cristalline comme les oxydes dielectriques (sio#2 et al#2o#3). Dans le cas du dioxyde de silicium, les resultats concernent d'une part un quartz non conditionne electriquement (sio#2 monocristallin), taille dans la direction privilegiee de l'axe optique et d'autre part un materiau fortement polarisable: le verre de silice (sio#2 amorphe). Dans le cas de l'alumine, apres avoir mis en evidence le vieillissement de disques utilises dans les fenetres de klystrons des systemes radars (al#2o#3 polycristalline), nous avons etudie les facultes de charge (onde thermique) et de decharge (cts) de deux types d'alumines (al#2o#3 mono et polycristalline) conditionnees sous haute tension. Pour cela, nous avons fait varier les contraintes subies par ces materiaux (temperature, tension et temps de conditionnement). Enfin, nous avons mesure l'effet des irradiations sur l'alumine polycristalline
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Abdallah, Ghassan. "La convection thermique dans les milieux fracturés : modélisation avec la méthode des éléments distincts." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1994. http://www.theses.fr/1994INPL126N.
Full textAbstract:
L’étude des phénomènes couplés thermo-hydro-mécaniques intéresse la communauté scientifique aujourd'hui confronté au problème du stockage des déchets. La modélisation est un outil essentiel pour prédire l'évolution complexe du milieu hôte et de ces déchets. Parmi les approches numériques existants, on distingue les approches de types éléments finis et les approches de type éléments distincts. Si la première, plus ancienne, a déjà donné lieu à de nombreux développement et applications, elle rend mal quelquefois la réalité du massif rocheux fracturé. Nous avons souhaité cette dernière approche en la rendant capable de modéliser les échanges thermiques convectifs liés à la circulation d'un fluide dans les fissures de roche. Nous suspectons en effet que ce phénomène peut être important si le gradient hydraulique est suffisamment élevé. Une étude bibliographique nous a permis de mettre en évidence les paramètres qui déterminent ce phénomène dont le principal est le coefficient de transfert thermique h entre la roche et le fluide. Les nombreuses formulations recensées ne sont pas totalement suffisantes à expliciter la réalité de ses effets. D’autres mesures, in situ et en laboratoire, s'avèrent nécessaires. Nous avons pu établir des expressions pour les termes d'échange thermique entre le fluide et la roche et à l'intérieur du fluide lui-même. Souhaitant donc modéliser le phénomène à l'aide d'une approche adaptée au milieu discontinu, notre choix s'est porte sur le logiciel UDEC (Universal Distinct Element Code) dont la structure permettait moyennant quelques modifications d'accueillir les développements envisagés. Les algorithmes de calcul sont basés sur les différences de vitesse entre les transferts thermiques convectifs et conductifs. Nous avons testé notre modèle dans le cas de l'écoulement d'un fluide froid entre 2 blocs. Dans le cas d'une modélisation thermohydraulique, les échanges thermiques calculés sont cohérents et s'accordent avec ceux calculés par une autre approche numérique. On observe en effet que la convection thermique croit avec l'ouverture hydraulique de la fracture, la vitesse du fluide et décroit avec sa viscosité. Des calculs thermo-hydromécaniques ont montré la nécessité d'alterner les calculs thermiques et les calculs hydromécaniques suffisamment fréquemment pour rendre compte de la réalité du couplage. Notre modèle a été utilisé à grande échelle et a permis également d'interpréter les anomalies thermiques mesurées sur le site géothermal du Cézallier
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Adjali, Mohamed Hicham. "Etude d'une méthode de détermination de la conductivité thermique de matériaux au cours d'un changement de phase." Lyon, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAL0017.
Full textAbstract:
Les possibilités de la sonde à flux linéaire pour la détermination de la conductivité thermique ont été étudiées dans le cas de matériaux à changement de phase. Une modélisation numérique en coordonnées cylindriques lD a été effectuée afin de prédire le comportement thermique du système sonde-matériau. Elle tient compte de l'importante variation de l'enthalpie et de la forte dépendance des autres caractéristiques thermophysiques à la température au cours du changement de phase. Une formulation en enthalpie a permis de s'affranchir du calcul de la position de l'interface solide-liquide. Des simulations ont été effectuées dans le but de déterminer les possibilités et les limites de l'identification de la conductivité. Ceci repose sur l'évaluation et l'étude des coefficients de sensibilité de la variation de température aux différents paramètres. Des thermogrammes calculés et bruités ont permis de mettre au point une méthode d'identification. Il s'agit de la méthode de minimisation de Gauss linéarisée (moindres carrés non linéaires au sens de l'estimation de paramètres) et modifiée de manière à supprimer les instabilités et les divergences dues à la forte corrélation des coefficients de sensibilité à la conductivité. Une expérimentation a été réalisée et la méthode a été testée sur un gel modèle eau-agar au cours du changement de phaseThe capabilities of the thermal probe for determining the thermal conductivity have been studied in phase change materials. A numerical modeling in ID cylindrical coordinates has been performed in order to predict thermal behaviour of the probe-material system. Lt takes into account the important variation of specific heat. An enthalpy formulation suppres the need of calculating the solid-liquid interface position. Faisability and limits of the method have been obtained from simulations. Lt needs evaluation of sensitivity coefficients for all parameters. Calculated and noised thermograms have allowed to develop a modified Gauss minimisation method wich removes instability and divergence caused by linear dependence of sensivity coefficients. An experimental set up has been carried out and water-agar gel conductivity has been determined
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Taoud, Jamal Eddine. "Commandes optimales d'un système thermique non linéaire." Nantes, 1991. http://www.theses.fr/1991NANT2076.
Full textAbstract:
Quelques problèmes de commande optimale d'un système thermique sont étudiés dans ce travail. Le modèle considéré est un système d'équations aux dérivés partielles non linéaires. Après avoir démontré l'existence et l'unicité de la solution des équations du modèle, deux algorithmes numériques sont établis et mis en œuvre. Un problème de commande frontière est résolu en minimisant un critère comportant un terme d'écart entre l'état du système à l'instant final et un état désiré. Un résultat d'existence est démontré et un algorithme pour l'approximation de la solution est présenté, ainsi que des résultats numériques. Un deuxième problème de commande avec contrainte sur le gradient spatial de la température est étudié. Deux solutions sont proposées pour sa résolution. La première consiste à résoudre un problème pénalisé; la seconde prend directement en compte la contrainte sous forme d'inégalité sur le flux thermique. Des algorithmes sont établis et des essais numériques sont présentés. Ce travail se termine par la recherche d'une commande minimisant un critère comportant un terme d'écart entre le flux de la température et un flux désiré. Les résultats obtenus montrent que les problèmes de commandes avec contraintes sur l'état à priori délicats, peuvent être résolus en adoptant les techniques proposées dans ce travail.
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Robin, Philippe. "Modélisation et diagnostic de barrières thermiques sous chargement thermique cyclique." Limoges, 2005. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/30effb92-5236-44d1-b1a1-52c88fec48c8/blobholder:0/2005LIMO0045.pdf.
Full textAbstract:
Les revêtements céramiques sont fréquemment employés comme couche de protection des matériaux de structure dans de nombreuses applications mécaniques, thermiques et/ou chimiques. Ce sont leurs propriétés spécifiques de dureté, de résistance passive à l'agression chimique ainsi que leur basse conductivité thermique qui les prédisposent à ces applications. En retour ces propriétés spécifiques se payent par une tenue aux chocs mécaniques et thermiques relativement faible. Le travail présenté dans cette thèse porte sur l'étude des dégradations des revêtements céramiques oxydes du type de barrière thermique (Thermal Barrier Coating, TBC) lorsqu'il subissent des chocs thermiques cycliques. Un modèle mathématique a été développé à cet effet à l'aide du code de calcul Cast3M permettant de résoudre les équations aux dérivées partielles par la méthode des éléments finis. L'analyse numérique a permis de calculer les champs de températures et de contraintes au travers des dépôts lors du refroidissement transitoire post déposition, et lors des chocs thermiques. Les résultats du modèle sont couplés à une analyse temporelle et fréquentielle du comportement acoustique des dépôts occasionné par la dégradation de la couche de céramique dans les conditions réelles du cyclage thermique. Ainsi, il a été possible d'associer un paramètre d'endommagement, R1, à un comportement acoustique des échantillons pour en tirer une procédure d'estimation de la durée de vie des barrières thermiquesA study was carried out on the behavior of Thermal Barrier Coatings (TBC) under thermal cycling conditions. TBC coatings composed of a bond coat and a YSZ top ceramic layer were subjected to extended thermal cycling under controlled atmosphere using an infrared, computer controlled, furnace. The behavior of the coating was followed using acoustic emission techniques for up to 20,000 heating and cooling cycles. A numerical model based on Finite Element Modeling (FEM) was developed for the computation of the temperature and stress fields within the samples. Both the transient post deposition cooling and the thermal cycling loads are taken into account by the model. The numerical results are compared with the experimental data obtained using the Acoustic Emission (EA) technique under thermal cycling conditions. From the analysis of the results it was possible to identify a unique damage assessment parameter, R1, that could be directly linked to the acoustic behavior of samples. This parameter can serve as a reliable indicator of the life prediction of the TBCs under typical operating conditions
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Zhang, Xinxin. "Métrologie thermique par méthode quasi-stationnaire : modélisation, identification et application a la caractérisation de solides." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1993. http://www.theses.fr/1993INPL037N.
Full textAbstract:
Nous développons une méthode en régime quasi stationnaire pour déterminer les propriétés thermiques de matériaux solides en utilisant une technique d'estimation de paramètres. La démarche systématique utilisée consiste à modéliser l'expérience par la méthode des quadripôles thermiques. On choisit le modèle d'estimation par comparaison entre divers modèles obtenus. Les bons paramètres à identifier ainsi que le bon intervalle sur lequel ces paramètres seront estimés sont mis en évidence par une analyse de sensibilité et une analyse asymptotique. La sonde plane fait intervenir un seul paramètre caractéristique du milieu, (c)#1#/#2, qui est sensible et donc facile à estimer. La sonde cylindrique fait intervenir deux paramètres: et a/r#2. Dans ce cas, l'étude de sensibilité montre que seul λ est identifiable. La sonde sphérique fait apparaitre deux grandeurs indépendantes (λ, α) dans trois groupements: a, a/r#2 et 1/4 r. Le paramètre caractéristique du milieu a apparait au deuxième ordre du développement asymptotic. C'est une difficulté pour l'identification. Une étude expérimentale portant sur les matériaux céramiques pour les sondes plane et cylindrique et sur un lit de billes de verre pour la sonde sphérique, a validé notre méthode et a confirmé les prédictions théoriques
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Boussatour, Ghizlane. "Caractérisation diélectrique et thermique de films biopolymères pour l’électronique flexible haute fréquence." Thesis, Lille 1, 2019. http://www.theses.fr/2019LIL1I015/document.
Full textAbstract:
Les matériaux biopolymères sont l’objet d’un engouement très fort pour des applications très variées dans de nombreux domaines d’activités où ils remplacent de plus en plus les polymères pétrosourcés. Compte tenu de leurs propriétés, parmi lesquelles la biocompatibilité, la biodégradabilité, la flexibilité et la légèreté, ils suscitent un intérêt croissant dans le domaine de l’électronique. Néanmoins, leur possible intégration dans l’électronique haute fréquence passe par l’étude de propriétés importantes telles que la conductivité thermique et la permittivité diélectrique complexe. Dans ce travail nous nous intéressons à deux biopolymères en particulier, l’acide poly lactique (PLA) et le palmitate de cellulose (CP). L’extraction des propriétés de ces matériaux est réalisée au travers de la mise en œuvre de deux méthodes. La méthode 3ω pour la détermination de la conductivité thermique et la méthode dite des deux lignes pour la détermination de la permittivité diélectrique complexe. Cette dernière est mesurée sur une bande de fréquences allant de 0,5 à 67 GHz. Ces deux techniques de caractérisation requièrent la réalisation de lignes métalliques en surface des films biopolymères qui compte tenu de leur nature supportent mal les procédés de photolithographie. Aussi, des procédés alternatifs ont été développés pour répondre à ce challenge technologique. Ce travail expérimental est accompagné d’études de modélisation sur les deux volets, estimations de la conductivité thermique et de la permittivité diélectrique complexe des matériaux investigués. La confrontation des modèles proposés, analytiques et numériques, aux données expérimentales montre une bonne compréhension du problème de caractérisation de ces biopolymèresBiopolymer materials attract significant attention in many fields where they tend to replace petrosourced polymers. Thanks to their properties, such as biocompatibility, biodegradability, flexibility and lightness, biopolmyers are also increasingly used in many electronic applications. Nevertheless, their possible integration into high-frequency electronics requires the study of important properties such as thermal conductivity and dielectric complex permittivity. In this work we are interested in two biopolymers in particular, poly lactic acid (PLA) and cellulose palmitate (CP). The extraction of the properties of these materials is carried out through the implementation of two methods. The means selected are the 3ω method for the thermal conductivity and the two-line method for the dielectric complex permittivity. This latter is measured in the frequency band 0.5 - 67 GHz. These two characterization techniques require the realization of metal lines on the surface of the biopolymer films. Since biopolymers are not compatible with classical photolithography method, an alternative processes have been developed to meet this technological challenge. This experimental work is accompanied by modeling studies on both aspects, estimates of the thermal conductivity and the complex dielectric permittivity of the investigated materials. The comparison of the proposed analytical and numerical models with the experimental data shows a good understanding of the problem of characterization of these biopolymers
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Loubat, Rémi. "Analyse des transferts de chaleur flamme paroi par méthode inverse." Toulouse, ENSAE, 2005. http://www.theses.fr/2005ESAE0007.
Full textAbstract:
Connaître une estimation fiable de la température atteinte par une structure lors d'un incendie représente un objectif majeur de la phase de développement et de certification d’un avion. Une définition précise des phénomènes thermiques à l'interaction entre la flamme et la paroi est alors requise. Une synthèse bibliographique met en évidence un manque important d'informations exploitables sur ce type de phénomène, ainsi que les difficultés de modélisation par CFD. Afin d’améliorer les modèles thermiques de flamme existants, une méthode d'identification de la densité de flux de chaleur incidente est développée. Celle-ci s’appuie sur une procédure de mesure du flux transmis dans le solide par résolution du Problème Inverse de Conduction de la Chaleur. Les niveaux élevés de température et de flux envisagés contraignent à résoudre le problème de façon non-linéaire, associé à des conditions limites convecto-radiatives, et basé sur un schéma volumes finis. Des mesures de température en cours des tirs sont réalisées en face non-impactée par thermographie infrarouge. Ensuite, deux méthodes de décomposition du flux en une part convective et une part radiative sont dévelopées sur un banc pilote dédié. La première méthode se base sur une modification de l'émissivité de la zone impactée afin d’altérer le bilan radiatif à la paroi. La seconde méthode consiste à analyser par le biais d’une régression linéaire l'évolution couplée du flux et de la température de paroi. Cette dernière approche est par la suite appliquée à un cas reproduisant une situation de rupture de chambre de combustion.
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Bensenane, Rachid. "Une nouvelle méthode de modélisation des transferts thermiques en régime transitoire rapide." Poitiers, 1988. http://www.theses.fr/1988POIT2296.
Full textAbstract:
Mise au point d'un modele approche de resolution de l'equation de la chaleur dans des situations de type chocs thermiques. Le principe de ce modele est de trouver des fonctions universelles et de rechercher les solutions des problemes que l'on se pose sous la forme d'un produit de deux fonctions. L'une est fonction universelle, l'autre tiendra compte de l'excitation
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M'Rad, Sabrine. "Application de la Représentation Diffusive à la modélisation thermique compacte." Lyon, INSA, 2008. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2008ISAL0046/these.pdf.
Full textAbstract:
Les avancées technologiques connues dans le cadre de l’intégration des systèmes de puissance rapprochent les différents problèmes physiques et introduisent inévitablement des couplages entre ceux-ci. La réalisation de maquettes est très coûteuse, d’où la nécessité du prototypage virtuel. Ceci passe par la maîtrise de la conception multi physique et multi échelle. Dans ce contexte, il convient de maîtriser en particulier la température durant les étapes du prototypage virtuel. Les méthodes numériques permettent d’effectuer des prévisions thermiques grâce à la résolution d’un très grand nombre d’équations. Or, ces méthodes coûteuses ne permettent pas d’aborder l’optimisation d’un couplage électrique-thermique comme dans le cas des modules de puissance. La macro modélisation sans maillage est alors une alternative intéressante pour les analyses thermiques. Ces modèles analytiques sont faciles à coupler avec des modèles électriques et mécaniques, permettant d’effectuer des simulations systèmes multi physiques rapides. Nos travaux s’inscrivent directement dans ce contexte. L'idée principale est l’application de “la Représentation Diffusive” à la modélisation thermique des modules et des composants de puissance. Cette approche est efficace pour la génération de modèles thermiques analytiques faciles à coupler avec des modèles électriques. A partir d'une unique simulation transitoire du type éléments finis (MEF) ou différences finies (DF), ou une mesure pertinente sur le système, on construit un modèle thermique à représentation d'état du type entrées-sorties, compatible avec des simulateurs “circuit”. L'intérêt majeur de cette approche réside en la simplification du modèle thermique quant la connaissance cartographique de la solution n'est pas requise. Dans un premier temps, un modèle thermique d'une puce IGBT sur un substrat a été développé. La réponse transitoire de la température maximale de la structure (extrémité du canal) est évaluée et comparée à une mesure et ceci pour différentes impulsions de puissance thermique dissipée. Un modèle analytique d’auto échauffement d’un VDMOSFET est construit à partir d'une seule simulation électrothermique 2D du type éléments finis. La confrontation des résultats entre le modèle analytique et la simulation éléments-fins est satisfaisante. Finalement, nous traitons des interactions thermiques entre puces au sein des modules de puissance. Un module expérimental permet les mesures nécessaires à la construction d’un modèle global, et la confrontation des résultatsTechnological advances known as part of the integration of power systems bring different physical problems and inevitably introduce linkages between them. The realization of models is very expensive, hence the need for virtual prototyping. This involves engineering, design and multi multi physical scale. In this context, it is necessary to control a particular temperature during the stages of virtual prototyping. The numerical methods can make forecasts heat through the resolution of a very large number of equations. But these costly methods fail to address the optimization of a thermal-electric coupling as in the case of power modules. The macro modeling without mesh is then an interesting alternative for thermal analyses. These analytical models are easy to combine with electrical and mechanical models, to make simulations multi physical fast. Our work is directly in this context. The main idea is the application of "Representation Diffusive" modeling thermal modules and components for power. This approach is effective for the generation of thermal analytical models easy to combine with electric models. From a single transient simulation type finite element (MEF) or finite differences (DF), or an appropriate measure on the system, built on a model thermal representation of state-type input-output compatible with simulators "Circuit". The major advantage of this approach lies in simplifying the thermal model as the cartographic knowledge of the solution is not required. In a first step, a thermal model of a bullet IGBT on a substrate has been developed. The transient response of the maximum temperature of the structure (end of the canal) is evaluated and compared to an extent and this for different pulses power dissipated. An analytical model of a self heating VDMOSFET is built from a single 2D simulation electro thermal type finite element. The comparison of results between the analytical model and simulation elements purposes is satisfactory. Finally, we treat thermal interactions between chips within the power modules. An experimental module allows the necessary steps to build a global model, and a comparison of results
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Zerifi, Abdelrazak. "Méthode électrophorétique pour l'identification des espèces d'origine dans les produits carnés soumis à un traitement thermique." Toulouse, INPT, 1992. http://www.theses.fr/1992INPT037A.
Full textAbstract:
Pour tenter de resoudre le probleme de l'identification de l'espece zoologique d'origine dans les produits carnes thermises, deux variantes de la methode electrophoretique ont ete utilisees. Il s'agit de la methode uree-page pour les preparations a base de foie et de la methode sds-page pour les preparations a base de viande. Ces deux techniques se sont averees efficaces pour la differenciation de la plupart des especes etudiees: oie, canard, poule et dinde (pour les preparations a base de foie) et buf, cheval, mouton, porc, oie, canard, poulet, dinde et lapin (pour les preparations a base de viande). Dans les echantillons traites a une temperature inferieure ou egale a 100c, des pourcentages allant jusqu'a 10% d'une espece ont ete identifies dans un melange. Il etait meme encore possible d'identifier un taux de 5% mais dans ce cas une certaine prudence est necessaire dans toute interpretation. Par contre, a des temperatures superieures ou egales a 105c, le traitement thermique entraine une proteolyse importante et une diminution de la solubilite des proteines, ce qui rend tres difficile et delicate la lecture et l'interpretation des electrophoregrammes. La coloration au nitrate d'argent a permis de resoudre une partie de ces inconvenients, en particulier en raison de sa plus grande sensibilite qui permet d'obtenir un electrophoregramme interpretable avec de faibles quantites de proteines (0,05-0,1 ng)
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M'Boudi, Job. "Aide à la modélisation thermique des systèmes à géométrie complexe associant maillage polygonal et méthode nodale." Poitiers, 1996. http://www.theses.fr/1996POIT2311.
Full textAbstract:
Le travail presente concerne la modelisation thermique des systemes reels a geometrie complexe. La demarche adoptee pour analyser ces systemes consiste a associer a la methode nodale une discretisation du modele issue d'une technique de triangulation, sur laquelle s'appuient les elements finis. Ceci est relativement original, car jusqu'a present, les reseaux de resistances propres a la methode nodale se calculaient aisement pour les coordonnees usuelles cartesiennes ou cylindriques, mais etaient quasiment inutilises pour des geometries quelconques. La mise en uvre de cette association a conduit a developper le logiciel promail qui permet alors, a partir d'un maillage polygonal, de batir le reseau nodal associe a un modele thermique, par le calcul des couplages internodaux et l'affectation d'eventuelles sources distribuees. Differents tests de validation et plusieurs problemes complexes permettent d'evaluer promail et d'apprecier la precision correcte des resultats par rapport aux solutions de reference. L'etude d'un ou de deux tuyaux chauffants souterrains montre d'une part qu'un maillage resserre autour d'une singularite augmente les dimensions du domaine a discretiser, et d'autre part la difficulte qui est liee a la representation d'un grand domaine semi-infini. Enfin, l'analyse de la thermique de quelques systemes electrotechniques qui acheve de valider la prise en compte des dissipations par promail, a permis de mener une tentative de reduction de modele dans le cas d'une roue polaire d'alternateur
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Cunault, Charles. "Développement d'une méthode d'hygiénisation thermique des effluents au moyen d'échangeurs de chaleur (application au lisier porcin)." Rennes 1, 2012. http://www.theses.fr/2012REN1S016.
Full textAbstract:
Most conventional treatments applied to effluents have little impact on pathogens. Therefore, a method of heat treatment of effluents was developed. The treatment consists in applying a target temperature during a definitetime to the effluent which is continuously heated and kept warm before being cooled. The system includes twoheat exchangers that can recycle up to 70% of the heat required for heating. They are followed by a retentionunit in which effluent is kept hot. A first study was performed on the effectiveness of continuous thermalsanitation in terms of set microbial indicators using temperature and time criteria. The results showed thatenterococci, which modelled most of the common vegetative pathogenic bacteria, could be inactivated by thetreatments: 260min/55°C, 60min/60°C and <1min/70°C. However, even for 10min/96 °C, it is not possible toguarantee the safety of the treated effluent due to the presence of pathogenic spore forming bacteria. A secondstudy consisted in the assessment of fouling occurring at 55 and 80°C. In a first time, kinetics of fouling werestudied. Slower fouling was observed at 55°C than at 80°C. However at 55°C, a progressive decrease intemperature was injurious to the effectiveness of disinfection. Thus, the temperature of 55°C appeared to beinappropriate. Furthermore, at 80°C, process duration can be extended by treating a mixture of untreated andthermally treated effluent. Two fouling types were observed. Type I was found at temperature above 50°C andwas composed of 67-76% mineral (>90% whitlockite) and 24-33% organic matter (35-50% protein). The Type IIconsisted of a biofilm and was thicker between 35 and 50°CLes traitements classiques appliqués aux effluents ont peu d'impact sur les pathogènes. Aussi une méthode detraitement thermique des effluents a été développée. Son principe repose sur l'application d'un coupletemps/température. L'effluent est chauffé en continu puis maintenu chaud avant d'être refroidi. Le systèmecomprend deux échangeurs de chaleur qui permettent de recycler jusqu'à 70 % de la chaleur nécessaire auchauffage. Ils sont suivis d'une unité de rétention permettant de maintenir l'effluent chaud. L'efficacitéhygiénisante du pilote a été testée sur un lisier de porcs ayant. Une première étude a testé l'efficacitéd'abattement de microorganismes indicateurs pour différents barèmes temps/température. Il s'avère que lesentérocoques, représentatifs de la plupart des bactéries pathogènes communes, peuvent être inactivés pour destraitements de 260min/55°C, 60min/60°C et <1min/70°C. Cependant, même à 96°C l'innocuité ne peut pas êtregarantie à cause des endospores pathogènes présentes. Une seconde étude a évalué les cinétiques de dérived'efficacité du système lors de la formation d'encrassement pour les températures de 55 et 80°C. L'encrassementobtenu a été caractérisé chimiquement et structuralement. Il s'avère que l'encrassement est moins rapide à 55°Cqu'à 80°C. Toutefois à 55°C, la diminution progressive de la température de traitement est préjudiciable àl'efficacité de la désinfection. Deux types d'encrassements ont été observés. Le type I est retrouvé au-delà de50°C et est composé de 67-76% de minéraux (>90% de whitlockite) et de 24- 33% de matières organiques (35-50% de protéines). Le type II est un biofilm se formant majoritairement de 35 à 50°C
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Gao, Ying. "Conception d'une sonde fluxmétrique cylindrique : Application à la caractérisation thermophysique de matériaux granulaires par méthode inverse." Artois, 2008. http://www.theses.fr/2008ARTO0206.
Full textAbstract:
Dans ce travail, une méthode de caractérisation thermophysique de matériaux granulaires basée sur l’utilisation d’une nouvelle sonde fluxmétrique a été développée. La sonde a été conçue et réalisée dans le cadre de ce travail. Une résistance chauffante plane enveloppe un support cylindre. Trois capteurs de flux et de température répartis à la périphérique permettent de mesurer simultanément les évolutions de flux et de température suite à une dissipation de chaleur assurée par la résistance chauffante. La détermination des caractéristiques thermophysiques d’un matériau est obtenue par une procédure inverse s’appuyant sur une modélisation numérique en différences finies. Elle nous permet d’identifier la diffusivité et l’effusivité thermique du matériau testé ainsi que la résistance contact de sonde/ matériau à partir d’un seul essai. Des résultats satisfaisants ont été obtenus pour un sable secIn this study, a thermophysical characterization method of granular material based on the use of new fluxmetric probe has been developed. The probe has been designed as part of this study. A plan heating resistance encloses a cylindric support. Following the dissipation of resistance heat, the progress of flux and temperature are measured by three flux and temperature sensors distributed along the periphery. The determination of thermophysical characteristics of material is obtained by an inverse process predicated on a numerical model with finite differences. It can allow to identify the thermical diffusivity and effusivity of tested material as well as the "probe/material" contact resistance from only one test. Satisfying results have been obtained with dry sand
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Thandavamoorthy, Gayathiri. "Modélisation des phénoménes transitoire lents avec la méthode de Boltzmann sur réseau." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066210/document.
Full textAbstract:
Un nouveau logiciel CFD, LaBS, basé sur la méthode de lattice Boltzmann sur Réseau a été développé dans le cadre d'un projet entre universités et industries. LaBS est utilisé pour la simulation numérique des écoulements thermiques avec un nouveau modèle de frontière immergée pour les conditions limites thermiques. Ce modèle est basé sur la méthode de reconstruction de la fonction de distribution et est évalué pour des conditions limites coincidentes et non-coincidentes avec le maillage, sur le phénomène de diffusion thermique et de convection naturelle.Renault s'intéresse aux situations d'arrêt péage ou de contact coupé, pour lesquelles sont considérés un véhicule roulant à une vitesse soutenue, sur une autoroute par exemple, et qui subit un arrêt ou un ralentissement brutal (avec ou sans contact coupé).Dans ce genre de situation le refroidissement du compartiment moteur qui était assuré par le phénomène de convection forcé durant le roulage laisse place au phénomène de convection naturelle durant les phases de base vitesse ou de vitesse nulle.Le phénomène de convection naturelle est un phénomène lent, qui peut prendre plusieurs minutes à évacuer la chaleur accumulée dans le compartiment moteur. La présence de température élevée pendant une durée trop importante dans le compartiment moteur peut endommager certains composants qui possèdent des seuils de température critique.Pour anticiper ce problème de surchauffe du compartiment moteur, dans lequel un grand nombre de pièces à géométries complexes sont présentes, le phénomène de convection naturelle est étudié avec le nouveau modèle de frontière immergée thermique.%Ce modèle est d'abord testé sur des cas test académique pour validation et est ensuite appliqué au cas d'une voiture réelle.La modélisation des écoulements thermiques avec la méthodes de lattice Boltzmann sur Réseau (LBM) peut-être classée en trois catégories: l'approche multi-vitesse, l'approche hybride et l'approche à deux fonctions de distribution (DDF: Double-Distribution-Function).L'approche multi-vitesse, utilise une équation pour résoudre le champ de vitesse, de densité et de température qui sont résolus avec la LBM. Tandis que l'approche hybride et l'approche DDF utilise un jeux de deux équations, un pour résoudre le champ de vitesse et de densité et l'autre pour résoudre le champ de température.L'approche hybride résout le champ de vitesse et de densité avec la LBM et utilise une méthode de différence finie ou de volume fini pour résoudre le champ de température. L'approche DDF résout quand à elle les deux équations avec la LBM.Le modèle thermique utilisé dans LaBS est basé sur l'approche DDF où les deux équations sont couplées par l'hypothèse de Boussinesq. Le champ de vitesse et de densité est résolu avec un réseau de dix-neuf vitesses discrètes (D3Q19) et champs de température est résolut soit par un réseau à dix-neuf vitesses discrètes (D3Q19) soit par un réseau à sept vitesses discrètes (D3Q7).Le nouveau modèle de frontière immergée décompose la fonction de distribution aux noeuds frontière en sa partie à l'équilibre et hors équilibre. La partie hors équilibre est calculée à partir d'une formulation théorique issus du développement de Chapman-Enskog.La validation du modèle DDF implémenté dans LaBS est faite sur un ensemble de cas test de complexité croissante. Les résultats obtenus avec LaBS sont comparés aux solutions analytiques ou encore à des articles de référence et sont en accord avec les résultats attendus. Ils montrent que qualitativement les résultats sont aussi bons pour le modèle D3Q19/D3Q19 que pour le modèle D3Q19/D3Q7 mais que quantitativement le modèle D3Q19/D3Q19 reste meilleurA new three-dimensional CFD solver, LaBS, based on the lattice Boltzmann alogorithms has been developed in a framework of university and industry consortium. In this thesis, this solver is used to simulate thermal flows, with a new thermal boundary condition for immersed solid boundary. The new proposed thermal boundary condition is based on the reconstruction method of the distribution function and is evaluated for immersed solid with coincident and non-coincident wall on the case of diffusion and natural convection phenomena.Renault case study, deals with a vehicle moving at constant speed (highway) that suddently slows down and stops (with or without a cut off contact). In such situation the cooling of the engine compartment first driven by forced convection during taxiing stage, abruptly switches to natural convection in low velocity stages. As natural convection is a slow process, it can take several minutes to remove the accumulated heat in the engine compartment. Such duration could be damaging for some components of the engine compartement which do not tolerate high temperature.In order to anticipate overheating of the engine compartment, where a lot of automotive parts with complex geometry are present and to avoid the above mentioned damages, the phenomenon of natural convection is here studied with the new thermal boundary condition.%The new proposed thermal boundary condition is first tested on academic case studies for validation, and then applied to the case of a real car.The modelling of thermal flows with the lattice Boltzmann method (LBM) can be classified into three categories: the multispeed approach, the hybrid approach and the double-distribution-function (DDF) approach. The multispeed approach, uses only one equation to resolve velocity, density and temperature field, which is solved by the LBM. Whereas the hybrid approach and the DDF approach utilize two sets of equations, one to resolve velocity field and density field and another to resolve temperature field. The hybrid approach solves velocity field and density field by the LBM method and the temperature field by finite-different or finite-volume methods. On the other hand the DDF approach solves the two equations with LBM.The thermal model used in the solver LaBS is based on the coupled DDF approach. In this model, the flow field is solved by a D3Q19 velocity model while the temperature field is solved by a D3Q19 or a D3Q7 velocity model. The coupling between the momentum and the energy transport is made by the boussinesq approximation. The new proposed thermal boundary condition decomposes the distribution function at the boundary node into its equilibrium and non-equilibrium part. The non-equilibrium part is calculated from the theoretical solution based on Chapman-Enskog developement.LaBS thermal model based on the coupled DDF approach is evaluated on a set of cases with increasing complexity. The results obtained with LaBS are compared with analytical solutions or with reference articles and are in a good agreement with the results expected. Results show that the model D3Q19/D3Q7 is qualitatively as good as the model D3Q19/D3Q19 but quantitatively the model D3Q19/D3Q19 remains the best
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Mishra, Ketaki. "From the determination of thermal properties of fibers to multiscale modeling of heat transfer in composites." Thesis, Nantes, 2019. http://www.theses.fr/2019NANT4047.
Full textAbstract:
La prédiction de la conductivité effective des composites nécessitent des informations aux petites échelles et le développement de modèles pertinents. Dans notre travail, la méthode 3ω est utilisée pour estimer la conductivité thermique axiale et radiale ainsi que la capacité thermique volumique de fibres de carbone. En utilisant des modèles analytique et numérique, une analyse de sensibilité est effectuée pour choisir une plage de fréquence de travail appropriée. Une source de courant constante sur la méthode 3ω utilisé pour mesurer la conductivité thermique de chromel et de fibres de carbone de type FT300B et FT800H. Les conductivités thermiques axiales estimées sont en accord avec les valeurs de la littérature. La conductivité thermique radiale estimée pour la fibre de carbone FT300B est 10 fois inférieure à la valeur axial et affiche une incertitude bien plus incertitude bien plus grande en raison de faibles coefficients de sensibilité La conductivité thermique effective a été calculée à l’aide d’une technique d’homogénéisation pour des microstructures avec des carrées uniformes (100 fibres) et bandes de composites (700 fibres). Un modèle thermique 3D est développé pour la simulation de la dépose de bandes chauffées par une source laser dans placement automatique de fibres (AFP). Des maillages adaptés aux microstructures des bandes Solvay et Suprem sont générés. La distribution de la source de chaleur dans le composite au cours de sa fabrication a été calculée. Son influence sur la distribution de la température montre une forte inhomogénéité de la température à l'intérieur de la bande. La température moyenne calculée est comparée aux résultats expérimentaux. Les résultats confirment le besoin de modèles continus spécifiquesThe prediction of effective thermal properties of composite requires information at small scale and also appropriate numerical 3D models able to account explicitly the local distribution of fibers. In our work, the 3ω method is used for estimating the axial and radial thermal conductivities and volumetric heat capacity of single carbon fiber. Using analytical and numerical models, a sensitivity analysis is performed for choosing a proper frequency range. A constant current source with differential and lock-in amplifiers are used to measure the thermal conductivity of chromel, and FT300B, FT800H carbon fibers. The measured axial thermal conductivities are in good comparison with the literature values. The estimated radial thermal conductivity of FT300B carbon fiber is 10 times lower than the axial one and shows much larger confidence band due to smaller. sensitivity coefficients. The computation of the effective thermal conductivity by homogenization technique is done for uniform square cell microstructures (100 fibers) along with composite tapes (700 fibers). The effective properties of tapes are interesting for advanced manufacturing techniques such as Automated Fiber Placement (AFP). A 3D thermal model is developed for the tapes heated by a laser source. Meshes in resemblance to the multiple microstructures of Solvay and Suprem tapes are generated. The heat source distribution within the composite during manufacturing is presented and the temperature distribution shows a strong inhomogeneity of the temperature inside the tape. The calculated average temperature is compared with the experimental results. Results confirm the need for specific continuous models
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Da, Cunha Joao Paulo. "Diagnostic thermique de la machine à courant continu par identification paramétrique." Poitiers, 1999. http://www.theses.fr/1999POIT2353.
Full textAbstract:
Cette etude a pour objectif d'apporter des elements de diagnostic thermique d'une machine a courant continu. L'approche retenue consiste a utiliser des algorithmes d'identification parametrique du modele thermique de la machine. L'analyse de la signature temporelle de l'estimation des parametres thermiques par un test sequentiel d'hypotheses permet alors de detecter et de localiser un defaut thermique. Le modele thermique est compose de deux blocs isothermes : le rotor et le stator. Il est constitue de resistances thermiques (trois) et de capacite calorifique (deux). Ces elements caracterisent les echanges thermiques entre les differents blocs. Nous avons valide cette surveillance thermique en appliquant differents algorithmes d'identification parametrique (bases sur les moments partiels reinitialises ou sur la methode du modele) a des essais de la machine en defaut. Les resultats obtenus ont permis de d'observer la modification de certains parametres thermiques lors de ces fonctionnements en defaut. Le modele thermique retenu permet de detecter et de localiser deux defauts thermiques : isolation thermique de la carcasse et obturation des ouies d'entree de l'air ambiant. Nous avons egalement etendu nos travaux a un fonctionnement de la machine a courant a vitesse variable. La variation de la vitesse de rotation entraine des variations de certains parametres thermiques. Ce modele thermique a vitesse variable nous a permis de detecter le defaut d'isolation thermique de la carcasse.
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Devos, Dany. "Estimation des contraintes résiduelles dans le verre par méthode ultrasonore." Valenciennes, 2006. http://www.theses.fr/2006VALE0035.
Full textAbstract:
L’estimation des contraintes résiduelles constitue un enjeu important pour l’industrie verrière. En effet, la résistance mécanique des pièces en verre est fortement liée à la répartition de contraintes internes qui existent en leur sein. Cette étude concerne l’évaluation non destructive de ces contraintes par méthode ultrasonore. La variation de la vitesse de propagation des ondes acoustiques en fonction de la contrainte constitue la théorie de l’acoustoélasticité. Dans le cadre de cette théorie, nous avons étudié la dépendance de la vitesse de propagation de l’onde de Rayleigh en fonction des profils de contraintes résiduelles issues de trempes et de flexion. Cette onde a été privilégiée car sa dispersion avec le gradient de contrainte permet d’analyser le matériau dans son épaisseur. L’originalité de ce travail réside dans la levée de la dégénérescence des constantes élastiques apparentes, dans l’introduction du coefficient acoustoélastique de surface et enfin dans l’étude théorique de l’influence du profil de contrainte sur la propagation de l’onde de Rayleigh en fonction de la fréquence. Différentes techniques de mesure ont été mises en œuvre (génération/détection piézo-électrique et détection laser) sur différents échantillons dont une plaque de verre silico-sodo-calcique trempée thermiquement de façon non uniforme. De plus, une double détection interférométrique a permis de surmonter les difficultés liées à la courbure. Les résultats expérimentaux mettent en évidence la sensibilité et les potentialités de la méthode ultrasonore pour l’estimation des contraintes résiduelles dans le verreThe estimation of residual stresses is important in the glass industry. Indeed, the mechanical strength of piece of glass is strongly linked to the internal stresses distribution. This study deals with the nondestructive evaluation of these stresses by the use of ultrasonic method. The variation of the velocity of acoustic wave propagation according to the stresses constitutes the acoustoelasticity theory. Within the framework of this theory, we have studied the dependence of the velocity of Rayleigh wave propagation according to residual stress profiles resulting from quenching and bending. This wave has been chosen because its dispersion with the stress gradient makes it possible to analyze the thickness of the material. The originalities of this work are: the study of the equivalent elastic constant in natural coordinates, the introduction of the surface acoustoelastic coefficient and the theoretical analysis of the influence of the stress profile on the Rayleigh wave propagation versus frequency. Various measurement techniques have been implemented (piezoelectric generation/detection and laser detection) on various samples and especially on a soda-lime-silica glass which has been thermally quenched in a nonhomogeneous way. Moreover, a double interferometric detection made it possible to overcome the difficulties related to the surface curve. The experimental investigations highlight the sensitivity and the potentialities of the ultrasonic method for the estimation of the residual stresses in glass
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Richard, David. "Thermique des contacts avec troisième corps solide : modélisation et compréhension des phénomènes de frottement et diffusion de la chaleur par la méthode des éléments discrets." Lyon, INSA, 2008. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2008ISAL0049/these.pdf.
Full textAbstract:
En tribologie, l'étude thermique des contacts frottants fait face à d'importantes difficultés que ce soit par les approches expérimentales ou les modélisations prédictives. Si dans le premier cas l'impossibilité d'une instrumentation fine in situ limite l'échelle d'étude du contact, les modèles analytiques ou numériques se fondent quant à eux sur des hypothèses réductrices en termes de génération et diffusion de la chaleur. Ils ne permettent ni de prédire les résultats observés expérimentalement ni de les comprendre ou les valider. Le coefficient de frottement (à l'origine de la génération de la chaleur) ainsi que les coefficients de partage (à l'origine de sa diffusion) utilisés dans ces modèles, masquent de manière trop forte l'ensemble des phénomènes-clefs qui peuvent décrire plus exactement la thermique locale du contact. Ces paramètres d'échelle globale sont employés car il est possible de les quantifier expérimentalement même si l'on ne comprend pas la physique qu'ils cachent à l'échelle locale. Afin de surmonter ce problème, nous avons développé un modèle par éléments discrets qui prend localement en compte à la fois les phénomènes de génération et de diffusion de la chaleur, sans toutefois introduire en tant que paramètre d'entrée des coefficients de frottement ou de partage qui doivent être considérés avec précaution. L'étude des propriétés locales des premiers et troisième corps met en avant toute la complexité des phénomènes thermiques qui ont lieu durant le frottement. Il est aussi souligné toute l'importance du troisième corps étudié ici à l'échelle locale. Ce modèle permet d'expliquer de manière plus concise certains résultats obtenus de manière expérimentale (sauts de températures macroscopiques) tout en clarifiant les concepts de frottement et de partage de la chaleur non plus à partir de lois globales mais en fonction d'une analyse énergétique localeIn tribology, the thermal study of sliding contacts faces difficulties in terms of experimental approaches and predictive modellings. If in the first case the impossibility of a local in situ instrumentation limits the scale of study of the contact, the analytical or numerical modellings are based on reductive hypothesis on the heat generation and diffusion processes. They do not allow neither to predict the observed experimental results nor to understand or validate them. The friction coefficient (at the origin of the heat generation) and the sharing coefficients (at the origin of its diffusion) used in these modellings, conceal the key-phenomena that can explain the local thermal processes of the contact. These global-scale parameters are used because they can be determined experimentally even though we do not understand the local-scale physics hidden behind them. In order to overcome this problem, we have developped a discrete element model that takes into account both local heat generation and diffusion phenomena without introducing input global parameters such as friction or sharing coefficients which have to be carefully considered. The study of the local properties of the first and third bodies highlights the complexity of the thermal phenomena which occurs during friction. It also puts forward all the importance of the third body studied here at a local scale. This modelling can explain some of the experimental results (macroscopic temperature jumps) by clarifying at the same time the concepts of friction and heat sharing from a local energy analysis and no longer from global laws
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Nicolas, Cyril. "Développement d’une méthode pour qualifier la déformation d’un produit issu d’un traitement thermique : approche experimentale et numérique." Paris, ENSAM, 2009. http://www.theses.fr/2009ENAM0018.
Full textAbstract:
La déformation en traitement thermique est associée à des mécanismes complexes du fait de l’interaction d’un grand nombre de paramètres technologiques et physiques. Dans ce contexte, la méthode développée dans ces travaux de thèse définit un cadre générique pour étudier l’influence de ces paramètres sur la déformation d’un produit. Cette méthode comporte trois facettes d’intérêt. La première est la qualification de la déformation au moyen de signatures géométriques 3D significatives, choisies pour leur réalité physique : les phénomènes de déformations. Ceux-ci sont ensuite quantifiés et leur pertinence est évaluée par un indicateur de niveau de confiance. La deuxième facette de la méthode est la possibilité de confronter directement les résultats expérimentaux et ceux issus de la simulation numérique. La prédiction de la déformation est ainsi vérifiée en comparant les amplitudes des signatures géométriques. La troisième et dernière facette est la compréhension des mécanismes de la déformation. Elle s’effectue par le suivi des amplitudes des phénomènes de déformations en fonction des effets thermiques, métallurgiques et mécaniques survenant lors du traitement thermique. Appliquée à l’éprouvette croissant, la méthode a permis d’illustrer l’influence de deux paramètres sur la déformation : la nuance d’acier et le milieu de trempe. Pour cela, les phénomènes de déformations ont été séparés en deux catégories : la première correspond à la variation homogène des dimensions dues aux effets thermomécaniques, la seconde, à la partie hétérogène due aux effets métallurgiques et mécaniques. L’application de la méthode à un cas issu de la simulation numérique 3D a révélé la prédiction satisfaisante des signatures géométriques, y compris celles locales. Les investigations numériques ont permis d’appréhender les mécanismes de la déformation du croissant et de mettre en évidence la forte sensibilité de certains phénomènes de déformations face à la variation des paramètres expérimentaux, utilisés comme données initiales dans les simulationsNowadays, heat treatment distortion is still difficult to control because of the lack in the corresponding mechanisms comprehension. Indeed, many technological and physical parameters are involved in the distortion formation and evolution, their coupled effects influencing the final results in a complex manner. In this context, the developed method defines a background suitable to study the influences of all parameters on a part distortion. This method is threefold. One point refers to the distortion significant components identification related to specific 3D part geometry: “distortion phenomena”. They are quantified and their accuracy is evaluated using reliability indicators. The second point concerns the comparison of the experimental results with the numerical simulation ones. The numerical simulation prediction of the distortion is investigated by comparing the magnitudes of the distortion significant components. The third point is focused on the distortion mechanisms comprehension. The thermal, metallurgical and mechanical effects on each “distortion phenomenon” magnitude are examined in order to dissociate their influences on the final distortion results. Applied to the C-ring specimen, the developed method allows us to analyze the influence of two parameters on distortion: steel grade and quenching media. Two categories of "distortion phenomena" were detached: homogeneous dimensional variation due to the thermomechanical effects and heterogeneous dimensional variation due to the metallurgical and mechanical effects. Furthermore, the method was adapted to the analysis of numerical simulation results. Thus, distortion numerical simulation results were compared to the experimental ones. A good prediction is obtained for the distortion significant components, even for the local ones. Investigating the numerical simulation results allowed us to understand the distortion mechanisms and to highlight the strong sensibility of some “distortion phenomena” to the experimental parameters variation, used as initial data for simulation
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Ducharme, Marc-André. "Caractérisation du pergélisol : application d'une nouvelle méthode afin d'estimer la conductivité thermique à l'aide de la tomodensitométrie." Master's thesis, Université Laval, 2016. http://hdl.handle.net/20.500.11794/26733.
Full textAbstract:
La construction dans l'Arctique nécessite une connaissance précise des propriétés thermiques et géotechniques du pergélisol. La connaissance de ces propriétés est également nécessaire pour le paramétrage des modèles de transfert de chaleur. Des études antérieures ont démontré le grand potentiel de l'utilisation de la tomodensitométrie pour les mesures du volume des composantes du pergélisol et la visualisation de la cryostructure. Une nouvelle approche est proposée pour mesurer la conductivité thermique du pergélisol. Les objectifs généraux de ce projet sont (1) d’élaborer une nouvelle méthode de caractérisation du pergélisol à l’aide de la tomodensitométrie et de modèle éprouvés et (2) de comparer et mettre au point une méthode novatrice pour mesurer la conductivité thermique et des paramètres géotechniques. Les résultats démontrent que les tests effectués à l’aide de la tomodensitométrie donnent des résultats d’une valeur scientifique comparable aux autres méthodes existantes de mesure de déjà existantes de conductivité thermique du pergélisol.When building in the Arctic, design considerations require precise knowledge of the thermal and geotechnical properties of the permafrost. Computed tomography provides visualization of the cryostructure of permafrost. Previous studies showed great potential in using this technology for classification and volume measurements of permafrost components, i.e. sediment (solid), ice and gas (void) contents. The aims of this study are (1) to develop an innovative and non-destructive approach using CT scan to compute the thermal conductivity of undisturbed permafrost samples and (2) to validate the results computed from CT scan image analysis with proven experimental thermal conductivity data. The very good results obtained so far show that CT scan thermal conductivity measurements yield results comparable to other existing methods. The new approach could still be significantly improved by the use of a higher resolution CT scanner.
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Goudjo, Aurélien. "Singularités d'arêtes en thermique et résolution de quelques problèmes hyperboliques." Nice, 1990. http://www.theses.fr/1990NICE4362.
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La thèse comporte deux parties. La première est consacrée à l'équation de la chaleur en régime stationnaire dans un domaine tridimensionnel ayant une arête non convexe. Dans un premier temps on s'est intéressé à la description et à l'approximation numérique de la solution lorsque le domaine est un cylindre droit à base polygonale, avec une condition de Dirichlet ou de Neumann sur la paroi latérale. L’approche numérique préconisée prend en compte la fonction singulière décrivant le comportement de la solution au voisinage de l'arête. Le deuxième volet de cette partie décrit le comportement de l'équation de Poisson au voisinage de l'arête, dans le cas ou le domaine est axisymétrique avec des conditions de Dirichlet aux bords. Dans la deuxième partie, on a essentiellement procédé à des constructions de schémas d'intégration de problèmes hyperboliques du premier ordre, en vue de leur application aux équations d’Euler. On y trouve trois études. Dans la première étude, on a construit et analysé des schémas à faible dispersion, destinés au calcul de phénomènes instationnaires. La deuxième étude présente la construction d'un schéma de volumes finis adapté à la résolution des équations d’Euler tridimensionnelles en axisymétrique. La dernière étude est consacrée particulièrement à des phénomènes stationnaires, et on y propose quelques algorithmes multiniveaux d'accélération de convergence, faciles à mettre en œuvre en comparaison aux méthodes multigrilles habituelles
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Hardouin, Laurent. "Une méthode originale de contrôle actif des bruits d'écoulements pulsés : étude d'un actionneur, modélisation et commande adaptative du système." Poitiers, 1993. http://www.theses.fr/1993POIT2341.
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L'energie acoustique rayonnee par les ecoulements pulses est principalement due aux fluctuations periodiques du debit. Dans le cas d'un moteur thermique qui constitue le generateur d'ecoulements pulses le plus repandu, ces fluctuations sont engendrees par les echappements successifs lies au mouvement des pistons. La reduction de cette nuisance necessite des silencieux passifs de taille importante et n'est pas realisable a l'aide des methodes actives utilisant des haut-parleurs. En effet ces transducteurs sont d'une part peu efficaces en basses frequences et d'autre part relativement fragiles (ils ne resistent pas aux temperatures elevees). Le travail presente ici s'inscrit dans le cadre du developpement d'un systeme innovant d'attenuation active de ces nuisances acoustiques. Le principe repose sur le controle instantane des fluctuations de debits a l'aide d'une vanne mobile. La modelisation acoustique du systeme actif, qui repose sur les analogies electriques, fait apparaitre la vanne mobile comme un generateur en serie avec le generateur de debits pulses. Il ressort egalement de cette etude une certaine similarite conceptuelle du dispositif avec les systemes utilisant un haut-parleur. Afin de rendre ce systeme credible, un prototype techniquement realiste est developpe. Il est constitue d'une part d'un actionneur specifiquement etudie pour ce systeme et propose sous plusieurs formes afin de pouvoir repondre a une vaste gamme d'applications du dispositif. Le prototype comprend d'autre part un organe de controle qui a permis de developper un correcteur adaptatif. Ce controle repose sur une commande intitulee minimum de variance generalisee qui est implantee sur un processeur de traitement de signal. Quelques-uns des multiples resultats obtenus sont finalement presentes et montrent les performances du prototype concernant d'une part les attenuations des fluctuations periodiques de debits et d'autre part la poursuite des variations des caracteristiques de la source primaire. Les informations et les innovations technologiques apportees par ce memoire permettent d'envisager a court terme un transfert de technologie vers des applications industrielles concretes
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Marty, Pierre. "Étude de l'efficacité énergétique des navires : développement et application d'une méthode d'analyse." Phd thesis, Ecole Centrale de Nantes (ECN), 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01001539.
Full textAbstract:
Le transport maritime fait face à trois défis majeurs : le dérèglement climatique, l'augmentation du cours du baril et le durcissement des normes internationales en termes de pollution et d'émission de CO2. Ce triple challenge peut être relevé en réduisant la consommation de fioul. L'efficacité énergétique des navires est déjà très bonne en comparaison des autres moyens de transport mais elle peut et doit encore progresser. Il existe à cet effet de multiples solutions techniques et opérationnelles. Mais évaluer leur impact réel sur les économies finales n'est pas toujours chose aisée étant donnée la complexité des navires. Une première approche globale de modélisation énergétique du navire tente de répondre à cette problématique. Basée sur le premier principe de la thermodynamique, cette approche a permis de modéliser un paquebot. La consommation de fioul et les émissions associées ont été calculées avec un niveau d'exactitude satisfaisant. Le modèle s'est de plus montré très utile dans la comparaison d'alternatives de conception, illustrant ainsi sa capacité à évaluer les solutions d'économie d'énergie. Une deuxième approche vient compléter la première. Basée cette fois-ci sur le second principe et notamment sur le concept d'exergie, cette approche propose une description plus détaillée et physique du navire. Elle permet d'évaluer précisément les gains d'énergie possibles et en particulier la part convertible en travail mécanique. Cette approche novatrice a nécessité le développement de nouveaux modèles et notamment un nouveau modèle de moteur diesel basé sur l'approche moyenne et qui permet de calculer la balance thermique complète et ce sur tout le champ moteur.