Dissertations / Theses on the topic 'Modèle à chargement de régime'

Une approche des lois de comportements fondée sur la thermodynamique de la relaxation des milieux continus hors équilibre, est développée au laboratoire pour rendre compte de manière cohérente de la réponse des polymères soumis à des chargements complexes. L’objectif de ce travail est d'utiliser cet outil général pour modéliser la viscoélasticité en régime dynamique, le fluage thermostimulé, les courants thermostimulés et les relaxations diélectriques. Dans chaque application, l'analyse du modèle et les simulations qualitatives conduites confirment sa capacité prédictive et sa cohérence avec les principaux faits expérimentaux observés dans les polymères. La dépendance en fréquence ou en température des modules dynamiques, l'introduction de relaxations secondaires sans avoir recours à de multiples spectres de relaxation, les premières pistes élaborées pour l'identification des paramètres sont les grands axes étudiés dans la partie viscoélasticité dynamique. La température de compensation définie pour les expériences FTS trouve ici une interprétation en terme de thermodynamique de la relaxation

Etude expérimentale sur des éprouvettes de traction compactes prefissurees en fatigue dans des conditions de chargement telles que la zone plastique ne reste pas confinée en fond de fissure. Détermination de la valeur critique de l'intégrale j correspondant a l'amorçage de la propagation stable et a la courbe de résistance du matériau. Simulation numérique mettant en évidence l'influence du prechargement hors norme sur l'étendue des zones plastiques résiduelles. Discussion relative a la validité de l'utilisation de l'intégrale j comme critère de rupture

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2009-2010
Les modèles mathématiques servant à simuler le comportement de stations d'épurations représentent un outil puissant pour concevoir une nouvelle installation ou prédire le comportement d'une station d'épuration déjà existante. Cependant, ces modèles ne fournissent aucune information sur un système particulier sans un algorithme pour les résoudre. Il existe actuellement un grand nombre d'algorithmes d'intégration capables de calculer la solution d'un modèle avec précision. Cependant, les temps de calcul en jeux représentent toujours l'un des obstacles à une utilisation extensive des modèles. Deux approches permettent de réduire les temps de calcul, à savoir l'utilisation de matériel informatique plus puissant ou le développement de logiciels et algorithmes plus performants. L'objectif principal de ce mémoire est de proposer une troisième voie, soit la simplification automatique d'un modèle sur la base de ses valeurs propres. Le jacobien, une approximation locale du modèle, est utilisé comme base de l'étude des valeurs propres. Une méthode d'homotopie est ensuite utilisée pour maintenir le lien entre les valeurs propres et les variables d'état d'un jacobien simplifié à sa seule diagonale aux valeurs propres du jacobien entier. Puisque les valeurs propres représentent une approximation valable de la dynamique des variables d'état d'un modèle, il est possible de trier ces variables d'état sur la base de leurs valeurs propres associées. Les variables d'état présentant une dynamique très rapide par rapport à l'échelle de temps d'intérêt seront alors considérées comme étant toujours à l'équilibre, ce qui permet de négliger leur dynamique transitoire et donc d'accélérer la résolution du modèle. Cette simplification est réalisée à l'intérieur d'un algorithme d'intégration de type Diagonal Implicite de Runge-Kutta capable de résoudre des systèmes d'équations différentielles et algébriques. Ce mémoire s'attaque également à un cas particulier de la simulation, soit le calcul du régime permanent. Ce calcul peut être réalisé par des algorithmes performants ne recherchant que les valeurs des variables d'état mettant à zéro les équations différentielles. Ces algorithmes sont cependant peu fiables puisque toute solution mathématique est jugée valide, peu importe la réalité physique. La solution proposée est l'injection de connaissance sous forme de bornes aux valeurs que peuvent prendre les variables d'état. Des équations algébriques implicites sont construites automatiquement sur ces bornes pour forcer la convergence dans l'intervalle voulu.

L’objectif de cette étude est de modéliser et de simuler numériquement des phénomènes d’interaction fluide-structure dans un cadre compressible pour des écoulements non-visqueux. La modélisation proposée repose sur une formulation monolithique du couplage fluide-structure en considérant une unique équation permettant de résoudre simultanément le mouvement du fluide et du solide. Un terme supplémentaire dans l’équation de quantité de mouvement traduit la présence de l’obstacle dans l’écoulement. La contribution de ce terme de pénalisation est étudiée à travers l’analogie avec une formulation variationnelle et un intérêt est porté à la rigueur physique, mathématique et numérique de l’unification des deux milieux, en particulier à l’interface. L’approche numérique correspond à une méthode à pas fractionnaire, en tout point identique aux méthodes de prédiction correction utilisées en incompressible. Quelques résultats numériques clôturent ce travail et permettent de préciser les conditions d’application de ce modèle d’interaction fluide-structure en régime compressible
This study deals with the modeling and simulation of fluid-structure interactions in a compressible framework for inviscid flows. A monolithic approach has been chosen for treating the coupling between the fluid and the solid through a single equation that solves the motion of both simultaniously. An additionnal term in the momentum equation allows to take into account the obstacle in the flow. A weak formulation is derived from previous similar works that confirms the unification problem is mathematically well-posed, especially on the interface. The numerical procedure relies on a time-splitting method similar to prediction-correction methods for incompressible flows. Some numerical examples illustrate this work and allows to conclude on the feasibility of this fluid-structure interaction model for compressible flows

Cette thèse tente de souligner l'existence d'un lien entre l'esthétique libertine, telle qu'elle apparaît sous la Régence, et l'abolition des principes de l'Ancien Régime. Le libertinage est en effet indissociable de l'aristocratie, puisqu'il naît dans les milieux mondains des années 1730, et dans les cercles de cette noblesse oisive qui se consacre à la séduction. Il faut donc s'interroger sur le devenir de cette esthétique au tournant du siècle, lorsque la Révolution et avant elle la progression des valeurs bourgeoises amènent à nuancer, sur tous les plans, les prérogatives de l'aristocratie. Le roman libertin évolue en effet mais ne disparaît pas. La notion de " modèle " tente alors de rendre compte de sa présence diffuse, concurrencée par d'autres esthétiques et d'autres fonctionnements littéraires. Lorsque l'Ancien Régime bascule, le roman libertin subsiste, même sous une forme hybride
The object of this thesis is to highlight the existence of a connection between the libertine aesthetics, as it appears under the Regency, and the abolition of principles inherited from the Ancien Régime. Indeed libertinage cannot be dissociated from the existence of aristocracy, as it appears in mondain circles in the 1730s, and among idle nobles who practice the art of seduction. It is worth examining the evolution of the libertine aesthetics at the turn of the century, in a context where the French Revolution, and before that stronger values of the bourgeoisie, both tend to question all aspects of the aristocracy's prerogatives. .

Ce travail concerne l'analyse de la vulnérabilité des structures de protection et des ouvrages sensibles en béton soumis à des actions dynamiques sévères (impacts, explosions) dues à des risques anthropiques d'origine accidentelle ou non. L'objet est la mise au point d'outils prévisionnels de simulation capables de décrire de manière objective le comportement dynamique du béton. Pour cela, une approche numérique novatrice reposant sur la méthode des Eléments Discrets (MED) est développée. Une première partie de cette thèse concerne la simulation des essais quasi-statiques de compression et traction uniaxiales. Une loi de transfert de moment (LTM) a été introduite pour pallier au problème de fragilité en compression simple. Ensuite, la procédure d'identification des paramètres du modèle modifié a été optimisée pour bien reproduire le comportement macroscopique du béton. Enfin, le modèle a été validé en représentant correctement le comportement quasi-statique de plusieurs types de béton. La deuxième partie du travail traite la simulation des essais de traction dynamique du béton aux barres de Hopkinson. Les résultats ont montré la nécessité de prendre l'effet de vitesse de déformation dû au matériau pour bien reproduire le comportement expérimental. Ensuite, Les paramètres du modèle permettant de reproduire cet effet de vitesse ont été identifiés. Enfin, des essais avec des taux de déformation très élevés ont été simulés et les résultats numériques ont été en accord avec le comportement observé expérimentalement
This work concerns the analysis of the vulnerability of sensitive concrete structures subjected to severe dynamic actions such as impacts due to natural hazards or human factors. The object is to develop a numerical tool that can describe objectively the dynamic behaviour of concrete. Then, a 3D discrete element method (DEM) was developed and used to perform the analysis. The first part of this thesis focuses on the simulation of quasi-static uniaxial compression and traction tests. A moment transfer law (MTL) was introduced to overcome the problem of brittle compressive behavior. Then, the identification procedure of the modified DEM model has been optimized in order to reproduce very well the macroscopic behaviour of concrete. Finally, the model has been validated by representing properly the real quasi-static behavior of different types of concrete. The second part of the study deals with the simulation of the dynamic Hopkinson traction bar tests of concrete. The results showed that a local rate effect has to be introduced to reproduce the strain rate dependency, which would then be a material-intrinsic effect. Then, the parameters of the model have been identified. Finally, simulations were run at high strain rates and showed consistent results with respect to experimental behaviour

L'ostéoporose est un problème majeur de santé publique (150000 fractures par an en France), qui se traduit par une diminution de la masse et de la « qualité » osseuse entraînant une augmentation du risque fracturaire. Basés uniquement sur une mesure de densité minérale osseuse, les moyens cliniques actuels de diagnostic de cette pathologie apparaissent insuffisants pour quantifier précisément la résistance mécanique de l'os. Dans cette optique, il est primordial de pouvoir évaluer non seulement l'évolution de masse osseuse au cours du temps, mais également ses propriétés mécaniques tant macro que micro. Cette thèse est consacrée au développement d'un modèle numérique de remodelage osseux intégrant des paramètres mécano-biologiques permettant de simuler à la fois la dégradation d'une microstructure d'os trabéculaire au cours du temps ainsi que son adaptation mécanique. Une modification de ces paramètres permet de simuler des cas pathologiques avec ou sans traitements anti-ostéoporotiques. Le remodelage est ensuite couplé au processus de mécanotransduction, en intégrant l'influence du chargement mécanique sur la réponse cellulaire. Différents cas de chargement ont été ainsi modélisés, en particulier faible chargement tel que l'alitement, ou surchargement tel que la pratique d'activités sportives. L'hyperminéralisation ainsi que l'hétérogénéité du tissu osseux ont été intégrés au modèle et leur influence sur la localisation des sites de remodelage a été également analysée. Les résultats des simulations obtenus à partir de microarchitectures d'os humain sur plusieurs années sont encourageants car ils concordent avec les observations cliniques
Osteoporosis is characterized by a low bone mass density but also an alteration of mechanical properties. The clinical diagnostic is made from the measure of the bone mineral density (BMD) but this examen seems insufficient to quantify bone resistance. In this work, a numerical model of cancellous bone degradation, aging and mechanical adaptation is proposed. Based on hypermineralization, this model simulates the cancellous bone remodeling process over many years. This model allows to predict the behavior of cancellous adaptation in a mechanical low loading case for instance. Results are similar to clinicial tendancy

Cette thèse étudie le comportement de remblais en sol renforcé lors du passage de trains par simulation numérique. Il s'agit de déterminer si les trains à grande vitesse ont un impact particulier sur ce type d'ouvrage. Après un état de l'art des remblais en sol renforcé et de la modélisation numérique de problèmes ferroviaires, les résultats du chargement harmonique d'un remblai expérimental en Terre Armée sont analysés. Ils montrent que les valeurs des tractions dans les armatures, des contraintes et déplacements dans le massif dépendent de la fréquence de la sollicitation, c'est-à-dire de la vitesse de passage du train. On construit un modèle 3D aux éléments finis pour reproduire cette expérience. Il permet de retrouver les valeurs expérimentales avec une bonne précision, en mettant en avant l'importance du choix des lois de comportement du sol, du parement et des armatures. Ce modèle avec ses paramètres est alors utilisé pour discuter du comportement local de l'interface armature/remblai au cours d'un chargement harmonique en régime établi. Le confinement varie beaucoup le long des armatures supérieures au cours du chargement dynamique, tandis que les tractions sont peu affectées par le chargement dynamique. Cependant, malgré ces variations au cours du temps, la stabilité de l'interface reste peu affectée par rapport au cas d'un chargement statique. Un second modèle a été développé pour représenter un remblai de taille plus importante, en utilisant la modélisation multiphasique et en utilisant un repère mobile pour prendre en compte le déplacement du train. Les aspects théoriques et l'implémentation de ce modèle dans le code CESAR-LCPC sont détaillés. On l'utilise pour effectuer une étude tri-dimensionnelle d'un remblai renforcé. Elle met en évidence la faible influence de la vitesse de la charge sur la réponse de l'ouvrage, dans le cas d'un remblai rigide ayant des caractéristiques tirées du remblai expérimental. Dans le cas d'un remblai moins rigide, la vitesse d'un TGV peut s'approcher de la vitesse des ondes de cisaillement dans le massif avec des conséquences significatives au sein de la structure. Finalement, les valeurs expérimentales et les deux modèles numériques développés présentent les mêmes tendances : l'effet dynamique du passage du train a pour conséquence une augmentation des déplacements et une variation du confinement des armatures, tandis que les niveaux de traction sont peu affectés par la charge, ce qui nous incite à conclure que la vitesse du train n'est pas significativement pénalisante sur la stabilité des remblais pour les paramètres issus de l'analyse du remblai expérimental. Toutefois, ces résultats dépendent fortement de la géométrie de la structure, de la façon de modéliser le train, des lois de comportement et des valeurs des paramètres retenus pour le sol, le parement et l'interface sol/armature
This study focuses on the numerical modeling of the Mechanically Stabilized Earth (MSE) walls behavior under High Speed Train (HST) loading. First, the state of the art in reinforced earth as well as in railway dynamics modeling is analyzed. Then we present results coming from the testing of a one-scale reinforced embankment submitted to harmonic loading. They indicate that tensile forces in reinforcements, stresses and displacements depend on loading frequency which is related to train speed. One proposes a 3D Finite Element Model (FEM) in order to numerically reproduce this experimentation. The numerical results fit reasonably well with the experimental ones, highlighting the great importance of the choice of the constitutive law for the soil, reinforcement and facing. The same model is used to locally investigate the soil/reinforcement interface behaviour during a harmonic loading in steady-state. The confining pressure presents significant variations along the reinforcement strip during the dynamic loading while tensile forces are less affected by the load. Nevertheless, the global interface stability remains acceptable compared to a static load. A second numerical model is proposed, which represents a bigger embankment. The multiphase model is used to represent the reinforced soil and moving coordinates are used to take into account the moving train. Theoretical developments of this model and its implementation into CESAR-LCPC FEM code are detailed. The results indicate that the train speed does not play a big role in the overall response of the structure, in the case of a stiff reinforcement comparable to the experimental one. If the embankment is weaker, the HST speed may be close to shear waves speed within the soil, which has significant consequences into the structure, particularly on the stability of the soil/reinforcement interface. Globally the experimental results and those coming from both numerical models present the same trends: the dynamic effect coming from the train passing leads to the in-crease of displacements and confining pressure close to the highest strips, while tensile forces are less affected by the load. This leads us to the conclusion that the train speed does not have a significant effect on the stability of MSE walls, at least for embankments having similar parameters than the experimental one. However these results strongly depend on the embankment geometry, the way to model the train and the parameters and constitutive laws chosen for the soil, the soil/reinforcement interface and the facing

L'étude se place dans le contexte industriel de dimensionnement des structures navales telles que les safrans stabilisateurs et les hélices marines en collaboration avec un industriel du secteur naval. La thèse porte sur l'étude expérimentale et numérique du chargement hydrodynamique d’un hydrofoil en régime transitoire incluant la prise en compte du couplage fluide structure. Les nombres de Reynolds étudiés sont compris entre 750 000 et 1 500 000. Le régime transitoire est caractérisé ici par une montée-descente en incidence à vitesse de rotation variable (lente, moyenne et rapide). La double approche, expérimentale et numérique, permet une analyse fine des phénomènes rencontrés, et permet de donner des éléments de réponse sur la fiabilité des calculs pour la prédiction des chargements hydrodynamiques. Les essais en tunnel hydrodynamique portent sur la mesure de pression pariétale, de déplacements et de cavitation. Les calculs sont effectués d'une part avec le code volumes finis CFX pour résoudre l'écoulement, en utilisant des modèles hydrodynamiques adaptés à l'étude (Euler, visqueux, modèle de turbulence , modèle de transition ). D'autre part, le code éléments finis ANSYS permet de calculer la réponse structurelle de l'hydrofoil soumis au chargement hydrodynamique. Le couplage est pris en compte par échange de données physiques à l’interface fluide structure. L'étude de l'évolution spatio-temporelle du champ de pression pariétale autour de l’hydrofoil rigide en mouvement de rotation transitoire a tout d'abord été menée. La transition laminaire turbulent a été identifiée, résultant de la formation d’un bulbe de décollement laminaire. Pour les faibles vitesses de rotation, le passage de la transition au bord d'attaque a un impact important sur le chargement qui se traduit par une évolution en plateau autour de 5°. Pour les fortes vitesses de rotation, l’effet de la transition sur le chargement est réduit. On observe la disparition de l’évolution en plateau qui conduit à une valeur plus importante du chargement hydrodynamique au décrochage. Un fort phénomène d’hystérésis est constaté lors du retour à 0°. L’analyse expérimentale de la distribution spatio-temporelle des fluctuations de pression a permis d’associer des fluctuations de pression périodique à des lâchers tourbillonnaires derrière le bulbe de décollement laminaire. Pour les fortes vitesses de rotation, un retard de la transition est constaté tandis que les fréquences de lâchers tourbillonnaires et les grandeurs du bulbe sont constantes. Le couplage fluide structure est ensuite étudié sur des hydrofoils dits « déformables ». Une étude stationnaire a permis de relier le chargement hydrodynamique aux déformations de la structure qui, lorsqu'elle se vrille, induit une modification locale de l'incidence suivant l'envergure. Une étude en régime transitoire a montré que l’impact des régimes d'coulement est clairement visible sur les déplacements. De plus, le comportement structurel de l'hydrofoil a aussi été étudié en régime cavitant et montre un fort impact de la cavitation, que ce soit à incidence fixe ou en régime transitoire. D’importantes fluctuations structurelles et variations d’incidence ont été relevées qui peuvent induire un fort couplage entre l’hydrofoil et l’écoulement cavitant
The study is in the context of marine structure design such as rudder or marine propeller and is in collaboration with a naval industrial. The thesis deal with the experimental and numerical study of the hydrodynamic loading of an hydrofoil in transient regime including fluid structure interaction problems. The transient motion is defined as a pitching motion from 0 to 15° with a return to 0° for which various velocities are defined (slow, medium, fast). Reynolds numbers studied are between 750 000 and 1 500 000. Experimental and numerical approaches are carried out together, leading to an accurate study of phenomenon observed and giving response on prediction accuracy into industrial codes. Experiments deal with wall pressure, displacements and cavitation measurements in hydrodynamic tunnel. On one hand, the flow computations are done with the finite volume CFX code for which hydrodynamic models are selected in accordance to the flow case observed (Euler, viscous, turbulence model, transition model). On an other hand, the finite element code ANSYS is used for structure displacement resolution. The coupling is take into account by ensures the exchange of the physical information at the fluid structure interface. The study of the spatio temporal evolution of wall pressure around a rigid hydrofoil in transient pitching motion has been carried out. The laminar to turbulent transition is identified resulting from laminar separation bubble. For a slow pitching velocities, the transition have a strong impact on hydrodynamic loading and a plateau is observed at 5°. For high pitching velocities, the transition effects are reduced which induced a higher value before stall. A strong hystereris is observed when the angle of incidence return to 0°. Periodic pressure fluctuations are identified as vortex shedding of laminar separation bubble. For high pitching velocities, the transition is delayed whereas LSB vortex shedding frequencies and LSB size are constant. The fluid structure coupling was investigated on deformable hydrofoils. A stationary study has linked hydrodynamic loading to structural twist deformations which induced local incidence variations along the span. Then displacements of a deformable hydrofoil in transient pitching motion has shown that boundary layer events like transition and stall are clearly visible on measured hydrofoil displacements. This is confirmed by non coupled computations. Moreover, investigations of cavitating flows show that there is a strong impact of cavitation on structural behaviour, by both static and transient measurements. Significant local incidence fluctuations have been highlighted which can then creates a strong coupling between hydrofoil and cavitating flow

La thèse a pour objet la modélisation et la simulation numérique de la propagation d'ondes dans un fluide en écoulement uniforme ou fortement cisaillé. Nous retiendrons l'équation de Galbrun comme modèle mathématique linéarisé pour décrire ce phénomène. Cette équation, dont l'inconnue est le déplacement lagrangien, ne se prête pas à une étude mathématique directe en raison d'un défaut d'ellipticité. La première partie traite le cas d'un écoulement subsonique uniforme. Nous présentons dans un premier temps une méthode de régularisation pour pallier le défaut de coercivité de la ''partie spatiale'' de l'équation de Galbrun et, dans un deuxième temps, une méthode de résolution numérique stable. En outre, nous calculons à l'aide de la technique de Cagniard-de Hoop, le tenseur de Green de l'équation de Galbrun. Ce tenseur admet une singularité non-intégrable en espace et en temps. La deuxième partie est consacrée à l'extension de ce qui précède au cas des écoulements brutalement cisaillés. Nous montrons par l'analyse de Kreiss que le problème limite (lorsque l'épaisseur de la couche de cisaillement tend vers 0) est fortement mal posé. Pour contourner cette difficulté, nous proposons alors deux approches fondamentalement différentes. La première est analytique~:~nous utilisons d'une part la méthode de Cagniard-de Hoop pour calculer analytiquement la solution fondamentale du problème et d'autre part la théorie des ultradistributions pour lui donner un sens mathématique. La deuxième approche repose sur la conception d'un nouveau modèle. Nous montrons comment, à partir de techniques asymptotiques de type "couche limite", on peut construire de nouvelles conditions de transmission conduisant à un problème bien posé et rendant compte du phénomène d'instabilité de Kelvin-Helmholtz.

Le présent travail concerne l'étude du comportement en régimes permanent et transitoire d'un évaporateur eau glycolée/R22 d'une machine frigorifique à vitesse variable. Une étude expérimentale a permis, pour une large gamme de points de fonctionnement, de caractériser l'évaporateur. L'étude en régime transitoire a été réalisée à partir d'échelons du débit du fluide frigorigène à l'entrée et à la sortie de l'évaporateur. Les lois de variations des grandeurs caractéristiques de l'évaporateur (gains et constantes de temps) en ont été déduites. Un modèle mathématique de l'évaporateur a été établis à partir des lois de conservation la masse, de l'énergie et de la quantité de mouvement appliquées au fluide frigorigène, à la paroi et au fluide secondaire. Le modèle utilise des corrélations de la littérature pour calculer les coefficients d'échange thermique et le taux de vide. Le choix des corrélations a été effectué par comparaison entre les résultats expérimentaux et ceux calculés par le modèle. Pour le choix de la corrélation nécessaire au calcul du taux de vide, l'installation a été instrumentée afin de déterminer la masse du fluide frigorigène présente dans l'évaporateur en régime permanent et en régime transitoire. Les écarts maximaux entre les températures expérimentales et théoriques sont de 2K en régime permanent. Les caractéristiques dynamiques de l'évaporateur, déterminées à l'aide du modèle, concordent avec les valeurs expérimentales avec un écart de 10 à 15 % qui est de l'ordre de grandeurs des erreurs de mesures. Le modèle est utilisé pour simuler la réponse harmonique de l'évaporateur et pour déterminer les performances en régimes transitoire et permanent de l'évaporateur fonctionnant avec du R134a
The purpose of this work is the study of steady-state and transient behaviour of an ethylene glycol/R22 evaporator of a refrigerating machine operating with variable speed. The evaporator characteristics have been obtained from an experimental study over a wide range of operating conditions. The study in transient conditions was achieved by exciting steps of inlet and outlet refrigerant flow rates. The characteristics variations of the evaporator (gains and time constants) were deduced. A mathematical model of the evaporator was developed by using the physical laws of mass, energy and momentum conservation applied to the refrigerant, the evaporator wall and the secondary fluid. Correlations of the literature are used to calculate the heat transfer coefficients and the void fraction. The choice of the correlations is made by comparison between experimental results and the values calculated by the model. For the choice of the void fraction correlation, the refrigerating machine has been instrumented in order to determine the refrigerant mass in the evaporator in steady-state and unsteady-state. The maximal errors between experimental and theoretical temperatures are of 2 K in steady-state. The dynamic characteristics of the evaporator, determined by the model, are in good agreement with the experimental values with an error less than 10 to 15%. This error has the same magnitude order of the measures uncertainties. The model is used to stimulate the evaporator response and to determine in steady-state and unsteady-state the performances of the evaporator with R134a as refrigerant

En Electrodynamique Quantique en Cavité (QED), l'interaction entre la transition atomique et le champ de la cavité est quantifiée par la fréquence de Rabi du vide Ωo. L'expression analogue « circuit QED » a été introduite pour certains circuits supraconducteurs contenant des Jonctions Josephson, parce qu'ils pouvaient se comporter comme des atomes artificiels couplés au mode bosonique du résonateur. Dans le régime où Ωo est comparable à la fréquence de transition du système à deux niveaux, des transitions de phases quantiques superradiantes ont été prédites pour le fondamental du système, par exemple dans le cadre du modèle de Dicke. Dans ma thèse, des réalisations possibles du modèle de Dicke par des systèmes de circuit QED ont été étudiées théoriquement pour différentes sortes d'atomes Josephson, dans les cas de couplage capacitif ou inductif. Dans la limite thermodynamique d'un grand nombre d'atomes artificiels, prédictions et contraintes sont analysées pour l'obtention d'une transition de phase quantique, avec un vide deux fois dégénéré [états de plus basse énergie) et une cohérence photonique spontanée au-dessus d'un point critique quantique. Dans le cas d'un nombre fini d'atomes, la robustesse et la protection de la dégénérescence du vide dans le régime de couplage ultrafort sont étudiées, et conduisent à de possibles applications en Information Quantique, dans des architectures contenant plusieurs résonateurs. Enfin, un modèle de Dicke généralisé est proposé pour lequel une phase doublement superradiante avec quatre vides quantiques dégénérés est prédite
In cavity quantum electrodynamics (QED), the interaction between an atomic transition and the cavity field is measured by the vacuum Rabi frequency Ωo. The analogous term circuit QED has been introduced for some superconducting circuits containing Josephson junctions, because they behave as artificial atoms coupled to the bosonic field of a resonator. In the regime with Ωo comparable to the two-level transition frequency, superradiant quantum phase transitions for the cavity vacuum have been predicted, e. G. Within the Dicke model. In my Ph. D thesis, possible implementations of the Dicke model in circuit QED Systems are theoretically investigated for different kind of Josephson atoms, both in the case of inductive and capacitive coupling. In the thermodynamic limit of a large number of artificial atoms, predictions and constraints are explored for the occurrence of the quantum phase transition, with a doubly degenerate vacuum (ground state) and a spontaneous photonic coherence above a quantum critical coupling. In the finite-size case, the robustness and protection of the vacuum degeneracy in the ultrastrong coupling regime are studied, leading to possible applications for Quantum Computation using multiple resonators. Finally, a generalized Dicke model is proposed for which a doubly superradiant phase with four degenerate vacua is predicted

En Union Européenne les accidents frontaux font 28% des accidents routiers et sont responsables de 49% de mortalité, les fractures thoraciques étant la cause principale de décès. Les modèles en éléments finis du corps humain sont un outil important pour la simulation de chocs réels et la prédiction des risques d'endommagement. Cette thèse a permis de développer un modèle simple en éléments finis de la cage thoracique suffisamment souple d'utilisation et facilement paramétrable. Ce modèle est validé expérimentalement avant d'être utilisé pour une étude paramétrique. Cette étude a permis de caractériser l'influence de différents paramètres structurels et géométriques sur le comportement de la cage thoracique sous chargement dynamique. Le travail réalisé au cours de cette thèse est divisé en trois parties : Modélisation de la cage thoracique entière avec des éléments finis de type poutre dont les propriétés mécaniques sont déterminées à partir d'essais de flexion trois points sur des segments de côtes et complétées par des éléments de la littérature, Validation du modèle dont les résultats sont suffisamment proches des résultats des essais de chargement dynamique antéro-postérieur menés par Vezin et Berthet [Vez09], Etude paramétrique sur l'influence paramètres, géométrie des sections droites et géométrie globale de la cage thoracique (inclinaison des côtes, forme et taille globale de la cage thoracique). A partir de cette étude nous trouvons que le module d'Young et l'épaisseur du cortical ont une influence identique sur la raideur globale de la cage thoracique ainsi que sur la rotation et la déformation des côtes. Avec l'augmentation de ces deux paramètres la rigidité du thorax augmente et le taux de compression maximal diminue. D'autre part les côtes tournent plus et se déforment moins. La raideur des liaisons costo-verterbales a une influence directe sur la rotation latérale qui diminue avec l'augmentation de cette raideur alors que les déformations augmentent ; tandis que la raideur globale de la cage thoracique est légèrement modifiée. L'inclinaison des côtes est le facteur ayant la plus grande influence sur la déformation des côtes et donc sur le risque d'endommagement : plus les côtes sont proches de la direction de chargement la raideur de la cage thoracique augmente et la déformation des côtes augmente
In the European Union, 28% of road accidents are frontal impacts which provoke 49% of fatalities where the thoracic fractures are the main cause of death. The finite element models of the human body are an important tool for the simulation of real impacts and the prediction of damage. This thesis has led to develop a rib cage simplified finite element model sufficiently flexible and easily customizable. First, this model is experimentally validated and then used in a parametric study. This study allowed us to characterize the influence of different structural and geometric parameters on the behavior of the rib cage under dynamic loading. This work is divided into three parts : Modeling the rib cage using beam elements whose mechanical properties are determined by three-point bending tests on rib segments and supplemented from literature, Validating the model by simulating the anteroposterior dynamic loading tests led by Vezin and Berthet [Vez09], Performing a parametric study on the influence of the mechanical parameters (Young modulus, stiffness of costo-vertebral joints), the geometry of the rib sections and the overall geometry of the rib cage (ribs slope, shape and overall size of the rib cage). This study permitted to find that Young modulus and the thickness of the cortical have the same influence on the overall stiffness of the chest as well as on the rotation and deformation of the ribs. By increasing these parameters, the stiffness of the chest increases and the maximum compression ratio decreases. Besides, we'll find more rotation and less deformation of the ribs. The stiffness of the costoverterbal joints has a direct influence on the lateral rotation : it will decrease by increasing of the stiffness while deformation will increase. However, the overall stiffness of the chest is slightly modified by modifying the costovertebral joint stiffness. The initial inclination of the ribs accordingly to the load direction has the greatest influence on the deformation of the ribs and therefore on the damage risk. When the ribs are closer to the loading direction, the stiffness of the rib cage and the deformation of the ribs increases

Le travail de cette thèse porte sur la résolution par la méthode des éléments finis des problèmes de sols saturés sous chargement dynamique. Il est présente en trois chapitres : le premier chapitre est composé de trois parties. Dans la première, on présente la version monotone du modèle MODSOL qui constitue l'élément de base de ce chapitre. Dans la seconde partie, en adoptant le concept de mémoire discrète, un écrouissage cinématique est intégré dans le modèle pour décrire le comportement des sols sous chargements non-monotones. Par la suite, on présente la validation de ce modèle sur des essais triaxiaux drainés et non drainés réalisés sur les sables d'Hostun et de Nevada. Le deuxième chapitre est consacré à la résolution des problèmes dynamiques des sols saturés. Il est composé de trois parties. La première comporte un rappel de la formulation du problème dynamique simplifie (p, u) ; la seconde est consacrée à l'introduction de cette formulation dans un programme de calcul par éléments finis PECDYN. La dernière comporte des tests de validation simples du programme développé. Le troisième chapitre comporte des tests de validation du programme PECDYN sur des essais réalisés en centrifugeuse dans le cadre du projet VELACS (VErification of Liquefaction Analysis by Centrifuge Studies). Trois essais ont été retenus pour les tests de validation. Pour chaque test, on présente les données expérimentales (géométrie, propriétés des matériaux, chargement, mesures), les hypothèses retenues dans la modélisation et une confrontation des résultats numériques et expérimentaux.

L'objectif de ce travail est de developper un modele frequentiel capable de rendre compte du regime des crues d'un bassin versant. L'approche retenue est l'analyse debit-duree-frequence (qdf) car elle integre indirectement l'evolution des debits avec le temps, de facon analogue a l'approche intensite-duree-frequence (idf) pour les pluies. Le modele propose permet pour un bassin donne, de calculer ses courbes qdf a l'aide d'un minimum de parametres. Ce modele est appele modele convergent, en raison de la convergence observee des differentes distributions vers les faibles periodes de retour. Une approche locale, puis regionale est developpee. Dans ce dernier cas, le modele s'inspire de methodes classiquement utilisees en hydrologie regionale (methode de l'indice de crue), et peut s'appliquer a des bassins ne disposant d'aucune mesure sur les debits. Les resultats, obtenus sur environ deux cents bassins, en france et au canada, sont encourageants et ouvrent de reelles perspectives d'application.

Dans un contexte réglementaire toujours plus contraignant en termes de consommation et de pollution, la modélisation du comportement thermique des moteurs Diesel en régime transitoire à basses températures est une priorité pour les constructeurs. Des outils numériques existent mais sont difficilement applicables à différentes configurations de moteur et pour de larges conditions de fonctionnement. A partir d’un modèle thermique nodal existant et de notre propre analyse des résultats d’essais de 4 moteurs Diesel à injection Directe, de 1,5 à 2,2 litres de cylindrée, nous avons identifié trois domaines critiques pour améliorer le modèle. Le premier est la découpe nodale, les deux autres portent sur les sources de chaleur : flux aux parois de la chambre et énergie libérée par frottements. La difficulté consiste à trouver le juste compromis entre le niveau de modélisation, les données disponibles pour alimenter le modèle et la précision attendue. Nous avons d’abord proposé une découpe nodale organique robuste, adaptée aux forts gradients thermiques dans la culasse. Nous avons ensuite déterminé le juste niveau de modélisation pour décrire correctement les frottements même à des températures très basses et proposer une méthodologie pour intégrer ces résultats dans le modèle thermique. Enfin, pour améliorer la description des échanges gaz-parois durant les transitoires et prendre en compte l’influence du contrôle moteur, nous avons choisi, calibré et validé un modèle de combustion multizones, lui-même inclus dans un simulateur de cycle thermodynamique. Ce couplage thermique-combustion permet d’améliorer nettement la réponse du modèle thermique dans des conditions froides
In the context of drastic reduction of CO2 and pollutant emissions, numerical simulation is the key instrument to evaluate strategies to optimize thermal management of Diesel engines, especially during cold warm-up. Many numerical models exist, but a problem lies in their application to different engine configurations and for large operating conditions. Our work is based on an existing thermal model, and also on our own analysis of test results for 4 DI Diesel engines, of various sizes (from 1. 5 to 2. 2 liters Diesel engines). We identified 3 critical aspects in the modelling. The first is nodal cutting, the two others are relative to the description of the heat sources in the nodal model: heat flux through the combustion chamber walls and energy released by friction. The challenge is then to find the right compromise between the level of modelling, the data available to supply the thermal model (depending on the stage of engine development) and the precision expected. We have therefore proposed an organic nodal cut which correctly describes the local behaviour of the cylinder head. We have identified the good level of modelling to describe correctly friction, especially at very low temperatures and proposed a methodology to integrate these results in the thermal model. Finally, to improve the description of gaswalls exchanges during cold warm-up and take into account the influence of combustion parameters, we have chosen, calibrated and validated multi-zone combustion model, included in a thermodynamic cycle simulator. The coupling between thermal and combustion models can significantly improve the response of thermal model in cold conditions

Les spécilicités juridiques de la société en nom collectif justifient que chaque associé soit personnellement soumis à l' impôt sur le revenu pour la part des bénéfices sociaux lui revenant. Le régime fiscal de la société en nom collectif est ainsi un régime de semi-transparence fiscale, c' est à dire un régime qui oscille en permanence entre l' opacité et la transparence fiscales, sans s' apparenter véritablement à l' un ou à l' autre de ces régimes. Ce régime de semi-tranparence fiscale de la société en nom collectif doit répondre à deux objectifs essentiels : le premier est la recherche d'un régime fiscal efficient et le second un objectif de neutralité fiscale
The legal specificities of the general partnership implies that every partner is personally subjected to tax on the income for the part of social profits returning to him. The fiscal regime of the general partnership is so a regime of fiscal semi-transparency, that is, a regime which oscillates permanently between the fiscal opaqueness and transparency without being similar really to the one or other one of these regimes. The fiscal regime of the general partnership should answer two essential objectives : the search for an efficient fiscal regime and the second is an objective of fiscal neutrality

Les particularités de la géographie de la Gaspésie scellèrent très tôt la destinée de la région en l'associant aux pêcheries. Les graves des côtes de la péninsule, grèves de galets usés et polis par les vagues idéales pour le séchage de la morue, ont rapidement fait la renommée de la région. Le potentiel économique de la Gaspésie fut très tôt reconnu. Dès le XVIe siècle, des Européens fréquentaient le littoral de la péninsule gaspésienne pour y pratiquer la pêche saisonnière. Ainsi débuta l'occupation, bien passagère, du sol gaspésien. Néanmoins, les premiers véritables efforts pour développer la région de façon durable se firent suite à l'implantation du régime seigneurial en Gaspésie dès le milieu du XVIIe siècle. On adapta même le modèle de concessions seigneuriales le plus courant afin de se plier aux exigences des pêcheries. L'implantation du régime seigneurial dans la région favorisa le développement de la Gaspésie, puisque certains entrepreneurs intéressés à investir dans les pêcheries gaspésiennes, qui obtinrent des concessions seigneuriales en Gaspésie, firent les efforts nécessaires au développement de postes de pêche permanents sur le pourtour de la péninsule gaspésienne, qui amenèrent la création de quelques foyers de population. Ces seigneurs gaspésiens utilisèrent chacun à leur façon la présence du cadre seigneurial dans la région afin de favoriser la réussite de leur établissement. Toutefois, la possession de titres n'était pas nécessaire à l'exploitation socio-économique de la Gaspésie, mais bien un atout dont certains entrepreneurs surent tirer profit, car la présence de nombreux pêcheurs saisonniers dans la région rendait difficile l'application de la structure seigneuriale en Gaspésie. La seule véritable législation à laquelle fut soumise la péninsule gaspésienne sous le régime français fut l'Ordonnance de la Marine de 1681, émise par le gouvernement français, qui déterminait une zone de pêche libre sur le territoire de la côte de Gaspé et favorisait les pêcheurs français pour l'utilisation des graves en dépit des pêcheurs sédentaires, habitant de façon permanente la région. Ne tenant pas compte des territoires déjà concédés, ce décret créa de nombreux conflits entre les pêcheurs saisonniers et les pêcheurs sédentaires. De plus, l'Ordonnance de la Marine de 1681 limita l'implication des autorités coloniales dans la région, désirant laisser le monopole de la pêche en Gaspésie à la métropole. Le caractère distinct de la péninsule gaspésienne, bien qu'il amena beaucoup d'individus à côtoyer la région sous le Régime français, engendra certains manques quant à l'encadrement administratif de la Gaspésie qui ralentiront considérablement le développement de la région.

Les générateurs thermoélectriques (TEG), associant des modules thermoélectriques à des échangeurs de chaleur adaptés, permettent de produire de l’électricité à partir d’une source chaude et d’une source froide. Leur utilisation, réservée actuellement à des applications de niche, va s’avérer judicieuse pour différentes applications industrielles ou domestiques en raison de la disponibilité imminente de nouveaux matériaux thermoélectriques permettant des rendements améliorés et des coûts moindres. Pour rendre plus attractive l’utilisation des TEG et améliorer le rendement global des futures installations, une conception et une utilisation optimisées sont indispensables.La conception de TEG performants nécessite le développement de modèles numériques intégrant tous les éléments de la chaîne énergétique (source chaude, source froide, échangeurs, convertisseurs électriques). L’objectif de la thèse est de créer un outil de simulation du fonctionnement des générateurs sur l’ensemble du cycle de production de chaleur et donc sur des fonctionnements réels dépendant du temps. Le modèle développé en 3D pour les transferts de chaleur prend en compte la dépendance à la température des propriétés des matériaux et l’effet Thomson pour le modèle thermoélectrique.La validation de cet outil de simulation a nécessité la comparaison des prédictions du modèle à des résultats expérimentaux. Un dispositif expérimental a été complété et amélioré afin de mieux répondre aux attentes des études en régime instationnaire. Ce banc d'essai permet d'effectuer des tests avec différentes configurations de générateur thermoélectrique et différentes conditions de fonctionnement. Le modèle a montré une estimation correcte des températures du système et de la production électrique du TEG. Le modèle numérique est validé et peut être utilisé pour la prédiction du fonctionnement d’un TEG dans diverses conditions
Thermoelectric generators (TEG), combine thermoelectric modules with heat exchangers, making it possible to produce electricity from a hot source and a cold source. Their use, which is currently reserved for niche applications, will prove useful for various industrial or domestic applications due to the imminent availability of new thermoelectric materials allowing improved yields and lower costs. To make the use of TEGs more attractive and to improve the overall efficiency of future installations, optimized design and use are essential.The high-performance TEG design requires the development of numerical models integrating all the elements of the energy chain (hot source, cold source, exchangers, electric converters).The aim of the thesis is to create a tool for simulating the operation of generators over the entire heat production cycle and thus on real time-dependent operations. The model developed in 3D for heat transfer takes into account the temperature dependence of the properties of the materials and the Thomson effect for the thermoelectric model.The validation of this simulation tool required the comparison of model predictions with experimental results. An experimental device has been completed and improved to match better the expectations of unsteady studies. This test bench allows testing with different thermoelectric generator configurations and different operating conditions.The model showed a correct estimation of system temperatures and electrical output of TEG. The numerical model is validated and can be used to predict the operation of a TEG under various conditions

L'augmentation des vitesses de circulation sur les voies ferrées classiques va conduire à l'utilisation de trains pendulaires. La pendulation de la caisse permet en effet aux trains d'aborder les virages à une vitesse plus importante, ce qui induit une plus grande force centrifuge (transversale par rapport à l'axe de la voie) qui doit être reprise par la voie. La thèse présente un modèle de prédiction des défauts de voie verticaux et latéraux, se basant sur un modèle existant de prédiction des défauts de voie purement verticaux. Le modèle comporte six degrés de liberté par traverse: déplacement vertical, latéral et rotation selon l'axe du rail, pour chacun des deux brochets d'une traverse. L'apparition et l'évolution d'un défaut de voie modifient les efforts exercés sur le rail par la variation des surcharges dynamiques. Le principe du modèle est de calculer à chaque passage de véhicule le déplacement élastique et résiduel du ballast selon les degrés de liberté considérés, sous les efforts exercés, et de prédire l'évolution de la géométrie de la voie. La matrice d'influence de la voie est calculée par un modèle éléments finis, reproduisant une portion de voie d'une quinzaine de mètres comportant sol, traverses, rails et ballast. Ce dernier est décomposé en deux matériaux linéaires, élastiques, isotropes, de caractéristiques mécaniques différentes suivant sa compacité sous ou autour des brochets. Le tassement résiduel du ballast à grand nombre de cycles est lié au déplacement élastique à travers deux lois de tassement vertical et latéral. Celles-ci ont été identifiées expérimentalement sur un banc d'essai à échelle réduite, constitué d'une traverse bi-bloc en béton noyée dans du ballast, sollicitée par un vérin reproduisant le passage des trains. Le banc d'essai a également permis de déterminer une loi de stabilité latérale à faible nombre de cycles et a mis en évidence un phénomène d'accélération critique provoquant la désorganisation du massif de ballast.

La thèse porte sur la possibilité d'adopter le « modèle » américain à l'économie
française. La période couverte par la thèse débute en 1979, qui marque l'augmentation des
contraintes financières. Elle s'arrête en 2002, lorsque la reprise aux États-Unis paraît enclenchée.
La première partie traite de la théorie de la régulation qui constitue la grille de lecture de
la thèse. La seconde partie retrace les évolutions qui participent à la financiarisation croissante
des économies. La dernière partie est consacrée à la modélisation postkeynésienne. On tente
d'établir les conditions à partir desquelles la domination de la finance sur l'ensemble des relations
économiques est susceptible de créer les conditions d'une croissance stable : la modification
de la hiérarchie institutionnelle doit s'accompagner de l'émergence de nouvelles cohérences
institutionnelles. Une fois reproduit ces conditions dans le cadre de maquette se déployant
dans un cadre fermé, il est possible de tirer toutes les implications d'une exportation
du mode de régulation américain dans l'Hexagone.

L'étude du confort d'un passager nécessite la modélisation du siège. Sa structure est très complexe et se compose de divers élements et différents matériaux: ressorts, câbles, poutres, mousse polyuréthanne, toiles,. . . La modélisation du comportement des mousses est nécessaire pour la construction du modèle global du siège: ce problème est ramené à l'identification d'une fonction densité d'énergie de de formation, W. Trois approches sont examinées pour donner une expression analytique de la fonction W: Approche micromécanique : à partir d'hypothèses sur la microstructure du materiau, sur l'élasticité de ses constituants et sur une loi statistique de répartition des molécules, on cherche une explication physique des phénomènes observés ; approche minimécanique : basée sur la notion de volume représentatif, permet d'exprimer les paramètres de la fonction W à partir des caractéristiques de l'élement de base : type de cellule, morphologie, densité, propriétés mécaniques du matériau ; approche macromécanique: on cherche à identifier une forme donnée - a priori- de la fonction W à partir des réponses du matériau à un certain nombre de sollicitations homogènes sans se préoccuper d'une quelconque explication physique des paramètres. Une étude complète sur les matériaux hyperélastiques nous a permis d'identifier la mousse polyuréthanne comme un matériau purement compressible de HILL. La comparaison des résultats numériques du modèle global et des essais expérimentaux pour le point H avec un mannequin 95% est très satisfaisante. La contribution de l'air dans la rigidité dynamique de la mousse a été analysée. Un modèle rhéologique a 1 d. D. L. Est identifié pour le comportement dynamique, autour d'une position d'équilibre statique, d'un échantillon de la mousse
The study of the passenger's comfort requires the modelisation of the seat. It's structure is very complex and is made of different materials and elements: springs, cables, beams, polyurethane foam,. . . The foam behaviour modelisation is required to build a global model of the seat: this problem comes down to identify a deformation energy density function, W. Three approaches are examined to give an analytical expression of the W function: Micromecanic: from microstrucrual hypothesis of material, on the elasticity of its constituents and from a statistical law governing the repartition of the molecules, we search a physical explanation of the observed phenomenon. /Minimecanic: the starting point is the notion of representative volume. It allows us to express the parameters of the W function from the basic element characteristics: cell, morphology, density and mechanical properties of the material. /Macromecanic: we try to identify a given form - a priori - of the function, from a certain number of homogeneous deformations without taking into account a physical explanation of the parameters. A complete study of the hyperelastic materials allowed us to identify the polyurethane foam as a purely compressible HILL material. We find good agreement between the numerical results of the global and the experimental tests of the H point made with 95% mannequin. The contribution of the gas in the dynamical stiffness of the foam was analysed. A linear model with 1 d. O. F. Is built to study the dynamical behaviour, around an equilibrium position, of a foam sample

Les antennes réseaux actives en cours de développement ont pour particularité de posséder, à l'émission, des amplificateurs en régime saturé placés à proximité immédiate des éléments rayonnants. Les couplages du réseau peuvent induire des variations de charge susceptibles de perturber les amplificateurs et de modifier les performances globales de l'antenne. Afin de prédire cet effet, un outil de simulation associant la description des éléments passifs et actifs de l'antenne a été développé. Plusieurs modèles d'amplificateurs, dont le modèle de distorsion polyharmonique (PHD), ont été obtenus à partir de mesures et évalués. D'autre part, le calcul électromagnétique du réseau d'éléments rayonnants a fait l'objet d'une approche originale couplant la technique par changement d'échelle (SCT) et la méthode de décomposition de domaine (DDM). Finalement, la simulation d'un réseau actif d'une centaine éléments a révélé des phénomènes inédits tels que le rayonnement d'un lobe parasite dû aux non-linéarités.

Le modèle de Blacket Scholes reste le modèle de référence sur les marchés des dérivés. Sa parcimonie et sa maniabilité sont certes attractives. Il ne faut cependant pas perdre de vue les hypothèses restrictives, voire simplistes, qui lui servent de base et qui limitent sa capacité à reproduire la dynamique du marché. Afin de refléter un peu mieux cette dynamique, nous introduisons un modèle d’évaluation des options à changement de régime avec sauts. Sous ce modèle, l’hypothèse de complétude des marchés n’est plus valable. Les sources d’incertitude sont plus nombreuses que les instruments disponibles à la couverture. On ne parle plus de réplication/couverture parfaite mais plutôt de réplication optimale dans un sens à définir. Dans cette thèse, on suppose que le marché peut être décrit par plusieurs «régimes» (ou encore par des «modes») re?étant l’état de l’économie, le comportement général des investisseurs et leurs tendances. Pour chacun de ces régimes, le sous-jacent est caractérisé par un niveau de volatilité et de rendement donné. Avec en plus, et a priori des discontinuités du prix du sous-jacent à chaque fois qu’une transition d’un régime à un autre a lieu. La thèse comprend trois parties: 1.Modélisation du problème et application de la théorie du contrôle stochastique. Par l’utilisation du principe de programmation dynamique et la considération des différents régimes de marché, on aboutit à un système de M (le nombre de régimes) équations de Hamilton Jacobi Bellman «HJB» couplées. 2.La résolution numérique de l’équation HJB pour l’évolution d’options, par différences finies généralisées. 3.L’estimation des paramètres du modèle par un filtre récursif, qui produit une estimation récursive d’un état inconnu au vu d’observation bruitée supposée continue, dans le cas où l’état inconnu serait modélisé par une chaîne de Markov à temps discret et espace d’état fini
Abstract

Les systèmes d’ancrages adhésifs sont utilisés dans plusieurs applications en génie civil, notamment en réhabilitation et réparation des ouvrages d’infrastructure tels que des dalles de ponts, chaussées, tunnels, barrages, murs, poteaux, ainsi que dans certains travaux d’exploration géologique et minière. Un système d’ancrage adhésif comprend trois composants : l’élément d’ancrage : une barre d’armature ou une tige filetée ; le matériau adhésif : polymérique, cimentaire ou hybride ; et le substrat : en béton ou en maçonnerie. Les charges imposées sur les barres d’ancrage sont transmises au substrat par adhérence chimique (réactions) et liaison mécanique (interlock) entre les composants mentionnés. Le modèle de design d’adhérence uniforme établit que la performance structurale d’un système d’ancrage adhésif est déterminée par la contrainte de l’adhérence (τ), développée sur toute la surface de contact, entre les composants à l’intérieur du trou d’ancrage. Ce projet, en partenariat avec l’entreprise AMBEX, étudie et évalue la performance des systèmes d’ancrage avec adhésifs en matériau cimentaire, par rapport au comportement sous chargement continu. Pour ce faire, on a ancré des barres d’armature dans un substrat en béton conventionnel. Les deux adhésifs étudiés sont les cartouches d’ancrage AAC et ARC. On a tenu compte des paramètres géométriques et d’installation en assurant la rupture de l’adhérence lors des essais d’arrachement. On a évalué deux conditions en service: température ambiante (21ºC) et élevée (43ºC). On a effectué des essais statiques de traction et des essais sous chargement soutenu. Les résultats sont présentés dans des graphiques « chargedéplacement-temps », afin d’établir des prédictions futures de comportement. Le projet montre les avantages des ancrages adhésifs en matériau cimentaire, tels que le taux de fluage très faible sous chargement soutenu, et quelques limitations aussi, comme la variabilité des résultats à l’arrachement pour les ancrages avec la cartouche AAC.
Abstract : Adhesive anchoring systems are used in many civil engineering applications, including rehabilitation and repair of infrastructure such as bridge decks, roadways, tunnels, dams, walls, columns, and in some geological explorations and mining. An adhesive anchoring system consists of three components: the anchor: a reinforcing bar or a threaded rod; the adhesive material: polymeric, cementitious or hybrid; and a substrate of concrete or masonry. The loads applied on the anchor rods are transmitted by a chemical adhesion to the substrate (reactions) and mechanical interlock between the components mentioned. The design pattern of uniform adhesion establishes that the structural performance of an adhesive anchoring system is determined by the bond strength (τ) developed across the contact surface, between the components within the anchor hole. This project, in partnership with AMBEX, investigates and assesses the performance of an anchoring system, with an adhesive of cementitious material, related to the creep behaviour. To achieve this, steel rebars were anchored in a conventional concrete substrate. Two adhesives were evaluated: AAC and ARC cartridges. Geometrical and installation parameters were taken into account, to ensure bond failure during pullout tests. Two service conditions were studied: room temperature (21ºC) and high temperature (43ºC). Static tensile tests and creep tests were performed. The results are presented in graphs “load-displacement-time”, in order to make predictions of future behavior. The project shows the advantages of adhesive anchors made of cementitious material, as a feeble creep rate at sustained load, and also some limitations, as the variability of tension test results for anchors tested with AAC cartridge.

Les travaux de la thèse visent à mettre en place une méthodologie innovante de caractérisation du comportement viscoplastique des matériaux métalliques sous chargement purement inertiel. Sous chargements mécaniques extrêmes (e.g., crash, impact ou explosions), leur comportement mécanique présente en effet pour nombre d’entre eux une sensibilité à la vitesse de déformation. Des approches dites statiquement déterminées sont majoritairement utilisées pour caractériser leur comportement, mais elles requièrent de nombreux essais dont les conditions expérimentales sont souvent contraintes comme par exemple l’homogénéité de la vitesse de déformation qui doit être maintenue constante en temps par exemple. En revanche, des approches dites statiquement indéterminées permettent l’exploitation d’essais mécaniques avec peu d’hypothèses (voire sans) sur les conditions d’essai. Une méthodologie fondée sur un essai d’impact purement intertiel est mise en oeuvre ici pour identifier le comportement viscoplastique de ces matériaux. Avec la Méthode des Champs Virtuels, la méthodologie permet l’identification des paramètres matériaux en exploitant uniquement la mesure des champs de déformation et d’accélération, potentiellement hétérogènes en temps et en espace. Ainsi, celui-ci peut être caractérisé sur une large gamme de déformations et de vitesses de déformation plastiques en procédant à un nombre limité d’expériences. La méthode repose sur le développement d’un simulateur d’images avancé permettant de définir au préalable l’ensemble du dispositif expérimental (géométrie de l’éprouvette et conditions expérimentales). Optimisées numériquement pour prescrire les paramètres d’essai critiques, les réalisations expérimentales menées sur un alliage de Titane utilisé dans l’industrie aéronautique ont permis d’identifier les paramètres d’un modèle de Johnson-Cook sur un spectre de déformations et de vitesses de déformation plastiques pré-déterminé. Les incertitudes de la mesure sont également intégrées et analysées dans ce travail
This thesis aims at developing an innovative methodology for viscoplastic material behaviour characterization of metallic materials under purely inertial loads. Indeed, their mechanical behaviour under extreme conditions (e.g., crash, impact or explosions) is often rate-dependant. Statically determinate approaches are mainly used to characterize their behaviour. However, they require numerous tests for which testing conditions are strongly constrained, such as the strain rate which has to remain constant in time and space for instance. By contrast, statically undeterminate approaches enable test processing with a few (or without) hypotheses on experimental conditions. In this work, the Image-Based Inertial Impact test methodology has been extended to characterize the viscoplastic behaviour of metallic materials. Owing to the Virtual Fields Method, it enables the identification of constitutive material parameters with the sole knowledge of strain and acceleration fields (possibly heterogeneous in time and space). Therefore, constitutive models can be characterized over a wide range of plastic strain and strain rate, while the number of tests is limited. Tests design notably relies on the development of a synthetic images generator to determine the experimental setup (e.g., specimen geometry or testing conditions). Finally, experiments are carried out with optimized test configurations to identify Johnson-Cook parameters over a predicted range of plastic strain and strain rate for a titanium alloy widely used in aerospace industry. Identification uncertainties are also quantified and analysed in this work

Cette étude vise à bien comprendre puis à modéliser le comportement mécanique dans une large plage de vitesse de déformation des tôles d’acier austénitique AISI304 ayant subis un traitement d'attrition mécanique de la surface (SMAT). Ces tôles ainsi traités sont des matériaux multicouches avec un gradient de propriétés. Les principaux résultats obtenus sont résumés comme suit：(1) La sensibilité globale à la vitesse déformation des tôles d’acier austénitique AISI304 traités avec SMAT est caractérisée par des essais de double cisaillement sous chargements quasi-statiques et dynamiques, qui permet d’atteindre une grande déformation sans instabilité géométrique. Des essais de double cisaillement sous impact sont réalisés à l’aide des barres de Hopkinson de grande diamètre et un système d’attache qui a une même impédance acoustique que la barre. Une sensibilité significative a été révélée et on observe ce renforcement n’a pas induit une réduction importante de la ductilité.(2) Dans le but d’un meilleur dépouillement de ces essais de double cisaillement, leur conditions d’essai est analysé dans le détaillé. Le modèle numérique avec le système d’attache a été construit pour étudier l’influence du système d’attache au début de chargement. On trouve un effet limité pour les diverses conditions imparfaites des essais comme la souplesse de système d’attache, des champs mécaniques non-homogènes, l’état de non-équilibre, etc. Par contre, les études numérique et analytique ont démontré que l’hypothèse simple de petites perturbations habituellement utilisé pour le dépouillement de ces essais n’est pas suffisamment précise. La déformation Eulérien cumulée doit être utilisée pour obtenir un résultat numérique correct. A partir de ce résultat, la sensibilité à la vitesse déformation des tôles d’acier austénitique AISI304 traités avec SMAT obtenue expérimentalement a été retouchée.(3) Un modèle multicouche elasto-plastique en dommageable a été proposé pour décrire le comportement des tôles d’acier austénitique AISI304 traités avec SMAT. Les paramètres sont identifiées à partir des essai de traction. La partie elasto-plastique est calée par une loi d’écrouissage de type Ludwig. Par contre, les paramètres d’endommagement sont obtenus avec une méthode d’identification inverse sur la base de simulation numérique de ces essais de traction. Pour valider ce modèle multi-couche elasto-plastique dommageable, un essai d’indentation/perforation est réalisé sur des tôles d’acier austénitique AISI304 traités avec SMAT. Des simulations numériques correspondantes montres que ce modèle multi-couche elasto-plastique en dommageable une prédiction plutôt précise de ces essais de d’indentation/perforation.(4) Pour évaluer la performance anti-perforation des tôles d’acier austénitique AISI304 traités avec SMAT, des essais de perforation sous impact a été réalisés avec des barres de Hopkinson. Des simulations numériques de ces essais de perforation sous impact sont réalisées avec un modèle numérique comparable avec le cas quasi-statique. ́tant donne que la sensibilité globale à la vitesse déformation des tôles d’acier austénitique AISI304 traités avec SMAT est caractérisée par des essais de double cisaillement, la sensibilité à la vitesse a été introduite dans le modèle multi-couche elasto-plastique en dommageable. Le résultat numérique correspond bien à la mesure expérimentale, ce qui indique non seulement l’efficacité du modèle numérique mais aussi celle du modèle multicouche elasto-plastique en dommageable
This Ph.D dissertation aimed at the comprehensive understanding and the constitutive modeling of the mechanical behaviours of the surface mechanical attrition treatment (SMAT) treated AISI304 stainless steel sheet under a large range of loading rates. SMAT treated AISI304 stainless steel sheets are multi-layered functionally graded materials (FGM). The main research results and conclusions are summarized as followed:(1) The overall rate sensitivity SMAT treated AISI304 stainless steel sheet is characterized by the double shearing test under quasi-static and dynamic loading where a large strain can be achieved without geometry instability. Impact double shear test are performed with a large diameter Hopkinson bar system and an adapted equal-impedance clamping device. Significant rate sensitivity is found. It is also observed that such a rate enhancement does not induce an important reduction of the ductility.(2) In order to extract accurate material information from the double shear tests, their testing conditions are thoroughly analyzed using numerical simulation. Numerical models including clamping devices have been built to investigate the influence of this clamping device at the early stage of loading. A limited effect was found for various imperfect testing conditions such as the clamping device stiffness, non-homogeneous stress and strain fields, non-equilibrium state, etc. On the contrary, numerical and analytical study shows that the simple small strain assumption usually used in double shear tests are not accurate enough. Eulerian cumulated strain definition should be used to get consistent numerical results. From this finding, the experimental rate sensitivity obtained for the SMAT treated AISI304 stainless steel sheet are recalculated.(3) A multi-layers elastic plastic damageable constitutive model is proposed to model SMAT treated AISI304 stainless steel sheet. The parameters are identified using tensile testing results. The elastic plastic behavior is curve fitted with a simple Ludwig hardening model. However, the damage parameters should be identified using an inverse method on the basis of numerical simulation of these tensile tests. In order to validate this multi-layer elastic plastic damageable constitutive model, indentation/piercing tests on SMAT treated AISI304 stainless steel sheet are performed. Numerical simulation of this indentation/piercing tests is also realized. It is found that the identified multi-layer elastic plastic damageable constitutive model allows for a quite accurate prediction of the experimental piercing tests.(4) In order to evaluate the impact anti-piercing capacity of the SMAT treated AISI304 stainless steel sheet, the impact perforation tests using Hopkinson bar are carried out. Numerical simulation of these impact perforation tests are realized with a similar FEM model as the quasi-static case. As the rate sensitivity of SMAT treated AISI304 stainless steel sheet is experimentally characterized with double shear test, a rate sensitive multi-layer elastic plastic damageable constitutive model is introduced. The numerical results agree well with the experimental ones, which indicates the effectiveness of the numerical model as well as the rate sensitive multi-layer elastic plastic damageable constitutive model

L'imbibition est d'une importance fondamentale dans de nombreuses applications technologiques et intervient par ailleurs dans de nombreux phénomènes naturels (industrie textile, industrie pharmaceutique, érosion des sols ....). Malgré l'importance de ce phénomène, la description et la modélisation des mécanismes d'imbibition sont encore sujettes à discussion dans la littérature, en particulier, la prédiction des cinétiques d'imbibition à partir de la connaissance de la topographie du milieu poreux. L'objectif de ce travail de thèse a été de relier les cinétiques d'imbibition à la structure du milieu poreux imbibé. Pour cela, nous avons étudié l'imbibition capillaire (ou spontanée) en suivant une démarche expérimentale dans laquelle nous avons utilisé des substrats poreux modèles dont nous contrôlons le volume et la structure de pores. La configuration d'imbibition choisie dans ce travail est celle d'une goutte sessile (ou posée).Ces travaux ont permis de mettre en œuvre une technique de construction de pastilles macroscopiques, autosupportées et cohésives, par assemblage de microbilles de polymère. Ces systèmes modèles ont été utilisés pour étudier les cinétiques d'imbibition capillaire de liquides dans des supports tridimensionnels à structure de pores complexe en fonction de la taille des microbilles constituant la pastille poreuse, de la reconstruction thermique, de la perméabilité pour une structure poreuse bicouches et de la force capillaire. Ces études ont permis entre autres de mettre en évidence des régimes cinétiques et des transitions d'imbibition inattendues dans ces systèmes (régimes visqueux et inertiel).

L'electrodynamique quantique est une discipline qui s'intéresse à l'interaction de la lumière et de la matière à l'échelle atomique. En plaçant des atomes au sein d'une cavité optique, il est possible d'augmenter l'amplitude de leur interaction avec les fluctuations du vide du champ électromagnétique. Il est même possible de l'augmenter d'une façon telle qu'une transition de phase quantique "superradiante" ait lieu, le système passant d'un état dit normal (vide de photons et atomes dans leur état fondamental) à un état dit superradiant (présence de photons et d'excitations atomiques au sein de l'état fondamental). Cependant, cette prédiction théorique semble être interdite par le "théorème No-Go" pour les transitions de phases superradiantes. Nous avons remis en cause certaines des hypothèses de ce théorème et montré que sous ces nouvelles conditions, la transition de phase superradiante est possible. Nous nous sommes également intéressés à une nouvelle discipline, l'électrodynamique des circuits, qui permet de créer des "atomes artificiels" composés de matériaux supraconducteurs dont les propriétés sont plus flexibles et contrôlables que les "atomes naturels". Cette plus grande flexibilité nous a permis d'envisager un nouveau type de transition de phase superradiante laissant apparaître un diagramme de phase plus riche que la transition de phase superradiante traditionnelle
Quantum Electrodynamics describes the interaction of light with matter at atomic scale. By placing atoms inside a cavity, it is possible to increase the amplitude of their interaction with vacuum electromagnetic fluctuation. It is even possible to increase it in such a way that a quantum superradiant phase transition occurs, the system passing from a phase called normal (atoms in their ground state and vacuum of photons) to a phase called superradiant (macroscopic number of atomic and photonic excitations in the ground state). However, this theoretical prediction seems prohibited by the "No-go theorem" for superradiant phase transitions. We reconsidered some of the assumptions that led to this theorem and showed that with those new assumptions the superradiant phase transition can occur. We also took advantage of a new field, Circuit Quantum Electrodynamics, which focuses on the behaviour of "artificial" atoms made out of superconducting materials, which are more flexible and controllable than "real" atoms. This greater flexibility, allowed us to consider a new type of superradiant phase transition that led to a richer phase diagram than the traditional one

La conception des circuits mmics necessite la modelisation des elements actifs et passifs. Si les proprietes des elements passifs sont en general connues avec une bonne precision, il n'est pas de meme pour les elements actifs et particulierement des transistors. Au laboratoire, des travaux anterieurs ont permis le developpement du logiciel de simulation nomme helena pour hemt electrical properties and noise analysis. Helena dans sa version originale se limitait a l'etude du composant en regime de fonctionnement lineaire. Or les transistors travaillent egalement en regime de fonctionnement non lineaire. L'objectif de ce travail consiste a etudier la modelisation non lineaire des mesfet et des hemt en utilisant un modele quasi-bidimensionnel. Les methodes de modelisation de composants non lineaire pouvant etre experimentales et theoriques, nous avons essaye d'utiliser ces deux approches. Pour atteindre cet objectif, nous avons organise le memoire en trois chapitres. Le premier chapitre est consacre a la modelisation statique, petit signal et non lineaire des mesfet et des hemt. Pour l'etude non lineaire, nous avons modelise les variations des elements du schema equivalent non lineaire en fonction des tensions vds et vgs par des expressions mathematiques empiriques. Le second chapitre presente le logiciel dans sa version commercialisee par la societe artech house. Dans cette version, nous avons introduit des modeles non lineaires des caracteristiques statiques courant tension. Le troisieme chapitre est consacre a la modelisation temporelle des mesfet et des hemt. Apres avoir decrit les methodes theoriques de modelisation de composants non lineaire, nous avons presente les equations physiques qui decrivent le composant. Ces equations sont resolues en utilisant l'approximation quasi-bidimensionnelle.

L'étude expérimentale présentée concerne un écoulement diphasique gaz-solide co-courant confiné. Le banc d'essai Hercule est un modèle simplifié de brûleur à charbon pulvérisé et a pour but la mesure fine de vitesses, turbulence et tailles de particules. Les modèles Eulériens sont utilisés pour analyser l'influence du chargement et de la granulométrie. Des distributions de tailles polydisperse, monodisperse et bidisperse sont étudiées. L'accent est porté sur l'effet des collisions sur le mouvement des particules dans l'écoulement global et dans le tube d'injection. Ce dernier fournit les conditions limites de notre expérience et permet d'étudier un écoulement de référence en liaison avec la littérature.

Les variations rapides de pression et de température influent considérablement sur les échanges thermiques instantanés entre le gaz et les parois de la chambre de combustion. Une étude expérimentale de la densité surfacique du flux de chaleur échangé en deux points de la paroi de la culasse a permis en effet de mettre en évidence l'accumulation d'énergie dans la couche limite thermique qui se manifeste par un déphasage temporel entre le flux et l'écart de température global gaz-paroi. En régime laminaire instationnaire, une simulation de ces échanges fait bien apparaître des extrema locaux de température dans la couche limite thermique. Une interprétation du mécanisme de formation et de déplacement de ces extrema est donnée. Les échanges thermiques en régime turbulent sont décrits à l'aide du modèle monodimensionnel de yang et martin ou l'effet de la turbulence est pris en compte par le biais de la conductivité thermique turbulente. Ce modèle a été modifie pour limiter l'augmentation de la conductivité thermique turbulente avec la distance à la paroi. Le paramètre de limitation est lié à la valeur locale de la viscosité turbulente. Le modèle ainsi obtenu permet une meilleure détermination de l'épaisseur de la couche limite thermique et s'adapte de lui-même à toute situation intermédiaire entre le régime laminaire et les régimes fortement turbulents, la densité du flux de chaleur étant modulée en conséquence. L'implantation de ce modèle dans le code de simulation kiva2 a montré que la prise en compte des instationnarités de température et de pression constitue une amélioration par rapport aux lois de paroi logarithmiques mais se révèle insuffisante. Une superposition du modèle monodimensionnel et d'une loi de paroi logarithmique rendant compte de l'effet de la vitesse tangentielle donne des résultats se rapprochant au mieux des évolutions expérimentales et ceci pour différentes vitesses de rotation. Une étude paramétrique comparative est ensuite réalisée pour montrer l'impact du choix d'un modèle de calcul du flux de chaleur pariétal sur la détermination des champs de vitesse, de température, d'énergie cinétique turbulente et de son taux de dissipation à la fin de la course de compression.

Des estimations de la dynamique démographique des populations du passé se font couramment par des méthodes mises au point pour être appliquées lorsque les renseignements nécessaires font défaut. Dans cette thèse l'on propose, justement, de tester de façon empirique certaines de ces méthodes. Il s'agit des modèles de populations stables et quasi-stables (Coale & Demeny, 1966), ainsi que de la méthode présentée par Ronald Lee (inverse projection) qui est la base du logiciel POPULATE élaboré par Robert Mc Caa et H. Pérez Brignoli. Or ces procédés ressortent mal évaluées. Ils souffrent de biais très forts. Qu'est-ce que le chercheur peut faire dans ce cas ? Et bien, le recours à ce genre de méthodes restera pour le moment inévitable, en attendant que de meilleures procédures voient le jour. Le chercheur peut, cependant, employer les facteurs de correction que nous avons calculé grâce à l'étude menée sur la population canadienne sous régime français (1608-1760)
Demographic dynamics estimations on historical population are frequently done by methods designed to be applied when data are lacking or incomplete. In this thesis, it is proposed an empirical test for several of these methods: the stable and quasi-stable models, that were elaborated by Coale & Demeny (1966) and the inverse projection designed by R. Lee as it is included in the POPULATE solution, a software produced by Robert McCaa and H Pérez Brignoli. Methods appeared to be seriously biaised. Differences between direct mesures and estimates coming from the tested methods were much larger than expected. Researchers are going to be using these techniques in the next future, waiting for a new and better procedure. Researchers can now apply the correction factors that we obtained from our experimental study based on the Quebec population

Le travail présenté concerne la modélisation de la dernière phase de la montée en régime d'une lampe à décharge mercure haute pression. La simulation de la décharge a été conduite dans le cadre de l'hypothèse de l'Équilibre Thermodynamique Local, en utilisant un modèle fluide bidimensionnel et dépendant du temps. Après validation des résultats avec la littérature, le modèle a été utilisé pour étudier la phase haute pression de la montée en régime d'une lampe mercure, de décrire l'évolution de différentes grandeurs durant cette phase et de mesurer l'effet de la convection. Deux modèles ont été comparés. Le premier tient compte de la convection et le second le néglige. Nous avons prouvé que la convection ralentit la phase de préchauffage tout en augmentant des pertes de mercure derrière les électrodes et le temps d'évaporation de la quantité de mercure. Dans la décharge électrique, les influences de plusieurs paramètres tels que le courant d'arc et la géométrie du brûleur sont étudiées. Leurs incidences sur la thermalisation de la décharge ont été examinées. Nous avons pu démontrer que la montée en régime d'une lampe mercure haute pression est accélérée en augmentant le courant d'arc ou la longueur inter- électrodes à courant constant par contre une augmentation du diamètre la ralentit
The present work deals with the modelling of the high-pressure-mercury lamp during the last phase of the warm-up period. Simulation is carried out in the frame of Local Thermodynamic Equilibrium using a time-dependent two-dimensional computational fluid model. After validation from comparison with literature results, this model is used to analyse the dynamic behavior of a high pressure mercury discharge lamp, to describe the evolution of various results during this phase and to measure the effect of the convection. Two models have been compared. The first takes into account of the convection and the second neglects it. We proved that the convection slows down the warm-up phase while increasing mercury losses behind the electrodes and the time of evaporation of the quantity of mercury. In the electric discharge, the influences of several parameters such as the current and the geometry of the burner are studied. Their incidences on the thermalisation of the discharge were examined. It was found, in one hand, that the warm-up of a high pressure mercury lamp is accelerated by amplifying the current or the inter-electrodes length with constant current. On the other hand, an increase in the diameter slows down it

Au cours des dernières décennies, les produits laitiers riches en matières grasses ont été associés à une prise de poids et à des syndromes métaboliques générant une évaluation négative de la part des consommateurs. Cependant, des études scientifiques révèlent la présence de protéines laitières et leurs hydrolysats en peptides comme ingrédients alimentaires fonctionnels, favorables à la santé. Compte tenu des propriétés ambivalentes des produits laitiers riches en protéines hydrolysées et en gras dans l’alimentation humaine, des études scientifiques ont démontré que la composition du microbiote intestinal peut être est modulée par la présence et la disponibilité de nutriments et autres aliments fonctionnels et avoir un impact sur l’état physiologique de l’hôte. Ce projet de recherche visait à évaluer les effets de régimes alimentaires enrichi en produits laitiers riches en gras et en protéines lactiques sur la structure du microbiote intestinal associée à des paramètres cliniques de la lipidémie. Dans le cadre ces travaux des porcs ont été utilisés comme modèle animal pour caractériser l’impact des traitements alimentaires sur le microbiote de l’iléon, du côlon et des fèces en utilisant une approche métataxonomique avec un séquençage à haut débit Illumina MiSeq. Dans la première partie de ce projet, des porcs ont été nourris avec un régime alimentaire riche en gras animal (20%) et en fructose (HFF) ou un régime côntrole (LF) de base faible en gras (3%) pour établir un modèle porcin permettant l’étude du microbiote intestinal associé au développement de syndrome métabolique en lien avec l’obésité. Des échantillons de digesta provenant de l’iléon, du côlon et de matières fécales ont été prélevés à 12 semaines de traitement. Les ADN ont été extraits en utilisant une technique d’isolement et de purification d’ADN de haute qualité préalablement standardisée et rigoureusement établie et ensuite séquencés et une analyse bioinformatique des séquences a été générée à partir du logiciel QIIME v.1.9.1. Les profils des compositions des microbiotes intestinaux des groupes HFF et LF ont été caractérisés et groupés en unités taxonomiques opérationnelles (OTU) pour estimer les dissimilitudes de diversité alpha et bêta de manière statistique par la méthode discriminante LEfSe (score LDA significatif> 2,0). Selon les résultats statistiques de diversité du microbiote intestinal, le groupe HFF a montré une composition de dysbioses. Les genres Fusobacteria, Desulfovibrio et l’Anaerovibrio ont augmenté de façon significative (p <0,05) dans le groupe de porcs nourris au HFF. Fusobacteria est un puissant pathogène porteur de lipopolysaccharides (LPS), tandis que Desulfovibrio est un réducteur de sulfates et l’Anaerovibrio un genre de bactéries d’activité lipolytique. Ces profils métataxonomiques du microbiote ont aussi été liés III à l’augmentation des paramètres de lipidémie dans le sang périphérique. Ensuite, la composition bactérienne a aussi été déterminée par un qPCR spécifique afin de cibler des bactéries associées aux syndromes métaboliques. Ces résultats constituent une base de référence importante pour caractériser un régime obésogène associé à la dysbiose microbienne intestinale chez le porc. Dans la deuxième partie de ce projet, afin de valider les effets du régime riche en gras du lard sans fructose (HF), un deuxième essai a été réalisé. Dans cet essai, les résultats obtenus ont montré des profils de diversités alpha, bêta, qPCR et des distances significatives entre le traitement HF et le traitement témoin faible en gras. Cependant, les réponses de la lipidémie et le taux de LPS n’ont pas montré différence significative entre les traitements. Ces résultats montrent aussi que le régime alimentaire riche en gras animal peut modifier significativement les structures écologiques du microbiote sans entraîner nécessairement de changement physiologique chez l’hôte. Finalement, la troisième partie du projet visait à caractériser la composition du microbiote intestinal de porcs en croissance alimentés avec un régime de base sans protéines laitières et contenant 18 % de gras animal, un deuxième régime avec 8% de gras laitier (beurre) et à troisième régime enrichi en fromage cheddar. Ce dernier régime riche en peptides laitiers est hautement hydrolysé. L’analyse discriminante du LDA-LEfse et les mesures de la diversité alpha et bêta ont démontré un effet neutre sur le microbiote intestinal soumis au régime du cheddar. Cependant, des différences significatives sur les mesures de diversité ont été observées avec le traitement au beurre. L’augmentation de l’abondance relative des Enterobactériceae, Mogibacteriacea, Bifidobacterium pseudolongum, Paraprevotella, Phasolarctobacterium, Turicibacter, Clostridiaceae Akkermansia sp., Bacteroides sp., Lactobacillus reuteri et Ruminococcus a été constatée de façon significative dans le microbiote associé au traitement enrichi en beurre. De plus, l’augmentation significative d’Akkermansia et de Ruminococcus gnavus, suggère une modification du microbiote associé au traitement enrichi en beurre. Ces deux clades sont étroitement liés à la dégradation de la mucine, un indicateur de la santé de l’intégrité intestinale. Dans ce chapitre, le niveau taxonomique au moyen des oligotypes du genre d’Akkermansia chez le modèle porcin a été identifié pour décrire l’oligodiversité correspondante à ce taxon d’importance. Les résultats des oligotypes ont révélé neuf séquences d’oligotypes d’Akkermansia, dans les échantillons du côlon et des selles du groupe de porcs nourris avec le régime contenant du beurre. C’est la première fois qu’une telle profondeur d’analyse métataxonomique hautement discriminante a été réalisée chez IV un modèle porcin. Selon les résultats obtenus, le modèle porcin permet de caractériser le microbiote intestinal dans chaque section intestinale de façon discriminante, et cela, en raison de régimes alimentaires. Finalement, les régimes contenant du beurre comme source de gras laitier ou du fromage cheddar ont des effets convergents sur la relation hôte-microbiote et qui peuvent être observés distinctement à travers des structures microbiennes dans les sections intestinales.
In recent decades, dairy products have been associated with weight gain due to their high fat milk content, generating a negative consumer assessment. However, scientific studies revealed beneficial effects of dairy products such as cheese due to the presence of functional peptides produced from hydrolysis, as favorable ingredients for health. Nevertheless, several cheeses as cheddar contain a high concentration of dairy fat. Given the interest to know how the dairy products could affect the clinical physiology of host, studies about the gut microbiota structures has been proposed. However, controversial results from these studies have been obtained. This thesis aimed to evaluate the effects of butter and proteins hydrolysate from cheese on the structure of the gut microbiota associated with clinical parameters of lipidemia. The goal of this project was to characterize microbiota variations in the intestinal sections of the ileum, colon and fecal sample using a metataxonomic approach with Illumina MiSeq high-throughput sequencing. In the first part of this project, a porcine model was established to provide a model for the study of gut microbiota associated with obesity from fecal samples including ileum and colon. In the first part of this study, the approach of isolation and purification of high-quality DNA has been standardized and established. Subsequently, a bioinformatics pipeline was generated using QIIME v.1.9.1 open source software. Later, a trial was defined in pigs fed with lard-fructose (HFF). At 12 weeks of treatment, a dysbiosis process was associated with diet-induced changes estimated by a LEfse discriminant method (significant LDA score> 2.0), as well as alpha and beta diversity. The genus Fusobacteria, a potent pathogen carrying LPS, associated with sulfate-reducing bacteria such as Desulfovibrio and Anaerovibrio a genus of bacteria with lipolytic activity, showed a significant increase (p-value <0,05) of this model fed to HFF in pigs. These metataxonomic profiles of the pig gut microbiota have also been linked to an increase in lipidemia parameters in the peripheral blood. This microbiota composition was also profiled to metabolic syndromes by qPCR. These results constitute an important reference base for the characterization of an obesogenic diet associated with gut microbial dysbiosis. In order to validate the effects of the high-fat free-fructose (HF) diet, a second test was performed. In this trial, the results obtained showed an asymptomatic dysbiosis. Indeed, alpha and beta diversity profiles, in addition to qPCR profiling, showed significant distances between HF treatment and low-fat treatment control. However, the measure of lipidemia (cholesterol and triglycerides) and the level of LPS were irrelevant between treatments. These results showed that the high-fat diet can significantly alter the VI ecological structures of the microbiota without necessarily causing physiological changes in the host. Finally, the third part of the project, consisting in the characterization of the impact of diets with butter or cheddar cheese composed of highly hydrolyzed peptides, on the gut microbiota of pig model. The ileum, the colon, and the feces were sampled at 10 weeks. Measurements of the Bray-Curtis dissimilarity and Weighted-UniFrac phylogenetic distances, and the LDA-LEfse discriminatory analysis of the beta and alpha diversities demonstrated a neutral effect on the gut microbiota subjected to the cheddar diet, while significant dissimilarities were observed with the butter treatment. The abundance of Enterobacteriaceae, Mogibacteriaceae, Bifidobacterium pseudolongum, Paraprevotella, Phasolarctobacterium, Turicibacter, Clostridiaceae Akkermansia sp., Bacteroides sp., Lactobacillus reuteri, and Ruminococcus characterized the gut microbiota of the treatment with butter. The significant increase of Akkermansia and Ruminococcus gnavus in (two clades closely related to the degradation of mucin, which is a health indicator of intestinal integrity), suggest an alteration of the gut microbiota due to butter treatment, which could be proposed as biomarkers to comply with the control diet with lard-HF. We highlighted the identification of the taxonomic level by oligotypes of the genus Akkermansia in the pig model. This identification revealed nine signed-oligotypes from the Akkermansia taxon, in the colon and fecal samples of pigs fed butter. This was the first time that a highly discriminating depth of metataxonomic analysis was performed in the pig model. The pig as a model that allows the characterization of the gut microbiota affected by a dietary treatment. Finally, diets enriched with cheddar cheese and butter have convergent effects on the host-microbiota relationship and can be observed distinctly through microbial structures in the intestinal sections.

Dans de nombreux etats modernes, on admet le principe d'une regle juridique liant l'action de l'administration et d'un juge controlant le respect de cette regle. La coree, comme jeune pays, a egalement affirme son attachement au principe de la soumission de l'administration au droit, depuis l'independance politique en 1945. Sous l'influence des idees juridiques des pays occidentaux, on pense en droit coreen que le controle juridictionnel est le plus efficace pour sauvegarder les individus contre les empietements de l'administration. Cependant, sous pretexte de mettre l'accent sur la protection des droits individuels, les conditions de la recevabilite du recours sont restreintes lorsque les particuliers attaquent des irregularites administratives. Ainsi la coree a toujours la necessite de reformer la juridiction administrative. Parmi les problemes dans le domaine du contentieux administratif, la recevabilite retient particulierement l'attention. Donc il nous parait interessant d'etudier les solutions qu'il apporte dans un systeme juridique aussi developpe que celui du droit francais actuel
In many modern countries, there is the principal rule to control administrative activity and it is admitted that the courts serve as a check on administrative bodies by exercising the power of judicial review. Korea also has affirmed this principal rule since the independence in 1945. It is also natural for the courts to control activities in the administrative process. Otherwise the quasijudicial function of administrative agencies is the subject of substantial controversy in korea. Regardless of whether a court is asked to review an agency's quasi-judicial actions, there is a certain of issues that the courts must initially resolve : do the complaining parties have standing to sue? standing to sue involves two important issues. First, is the action or decision of the agency subject to judicial review ? not all administrative decisions are reviewable. The second issue is whether or not the plaintiff in any particular case is able to obtain judicial review. In this problem, there is a further development in france. Then, it is to our interest to study the french model to apply in republic of korea

Une impulsion laser intense se propageant dans un plasma sous-dense (ne< 10¹⁸ W.cm⁻²) et de durée très courte (τ₀< 100 fs), , on atteint le régime de la bulle. Les champs électriques dans ces bulles, de l’ordre de 100 GV/m, peuvent accélérer un faisceau d’électrons jusqu’au GeV sur des distances de l’ordre du centimètre. Dans ce régime, les électrons expulsés par la force pondéromotrice du laser forment une fine et dense couche à la surface d'une cavité d'ions restés immobiles. Les propriétés de ce régime sont examinées par l’intermédiaire d’un modèle analytique, que nous avons développé en nous inspirant du travail de W. Lu et S. Yi. En nous plaçant dans ce régime prometteur, nous avons étudié les mécanismes d’injection et de piégeage dans l'onde de sillage. Dans l’injection optique, les polarisations parallèles ou circulaires positives conduisent respectivement à une injection mettant en jeu du chauffage stochastique, ou à l’injection froide. Un paramètre de similarité est introduit, celui-ci permet de déterminer la méthode d’injection la plus appropriée pour maximiser la charge injectée. Enfin, le modèle analytique présenté en première partie est étendu afin d’étudier l’onde de sillage dans le régime de la bulle lorsqu’un champ magnétique longitudinal initial est appliqué au plasma. Lorsque le plasma est magnétisé deux phénomènes remarquables se manifestent, d'une part une ouverture apparaît à l'arrière de la bulle et d'autre part un mécanisme d'amplification du champ magnétique longitudinale est induit par la variation du flux magnétique. Les prédictions de notre modèle analytique sont confrontées aux résultats de simulations PIC 3D issues du code CALDER-Circ. La conséquence immédiate de la déformation de l'onde de sillage est la réduction, voire la suppression de l'auto-injection. L’application d’un champ magnétique longitudinal, combinée à un choix judicieux des paramètres laser-plasma, permet de réduire la dispersion en énergie des faisceaux d’électrons produits après injection optique
An intense laser pulse propagating in an under dense plasma (ne< 10¹⁸ W.cm⁻²) and short(τ₀< 100 fs), the bubble regime is reached. Within the bubble the electric field can exceed 100 GV/m and a trapped electron beam is accelerated to GeV energy with few centimetres of plasma.In this regime, the electrons expelled by the laser ponderomotive force are brought back and form a dense sheath layer. First, an analytic model was derived using W. Lu and S. Yi formalisms in order to investigate the properties of the wakefield in the blowout regime. In a second part, the trapping and injection mechanisms into the wakefield were studied. When the optical injection scheme is used, electrons may undergo stochastic heating or cold injection depending on the lasers’ polarisations. A similarity parameter was introduced to find out the most appropriate method to maximise the trapped charge. In a third part, our analytic model is extended to investigate the influence of an initially applied longitudinal magnetic field on the laser wakefield in the bubble regime. When the plasma is magnetized two remarkable phenomena occur. Firstly the bubble is opened at its rear, and secondly the longitudinal magnetic field is amplified - at the rear of the bubble - due to the azimuthal current induced by the variation of the magnetic flux. The predictions of our analytic model were shown to be in agreement with 3D PIC simulation results obtained with Calder-Circ. In most situations the wake shape is altered and self-injection can be reduced or even cancelled by the applied magnetic field. However, the application of a longitudinal magnetic field, combined with a careful choice of laser-plasma parameters, reduces the energy spread of the electron beam produced after optical injection

Le modèle développé dans cette étude de la prédiction de la vitesse de propagation des fissures de fatigue sous chargement à amplitude variable est basé sur le concept de la fermeture de fissures de fatigue proposé par Elber : une fissure de fatigue soumise à une charge appliquée ne se propage que lorsqu'elle est entièrement ouverte ; l'amplitude efficace du facteur d'intensité de contraintes est le paramètre qui contrôle la propagation de la fissure. Le facteur d'intensité de contraintes d'ouverture de fissure, niveau minimal dans cette amplitude efficace, peut être calculé à partir de deux éléments : le maximum des contraintes résiduelles à la pointe de fissure et la longueur de fissure fermée. L'évolution du premier élément sous les charges appliquées de différents niveaux a été obtenue grâce à un essai de fatigue en déformation imposée, et aux mesures des profils des contraintes résiduelles par diffraction des rayons X et neutronique dans une éprouvette de fissuration par fatigue. Celle du deuxième élément a et calculée à l'aide d'un modèle d'écartement des lèvres de fissure et des informations fournies par les mesures diffractométriques. Ainsi, le modèle prend en considération de l'influence du chargement d'amplitudes différentes sur le niveau d'ouverture de fissure. Ce modèle a été vérifié par les résultats des essais de fatigue sous chargement d'amplitudes différentes programmées. La prédiction de la vitesse de propagation de fissures par le modèle est bonne

Depuis une dizaine d'années, plusieurs méthodes de traitement du signal vibratoire ont été développées pour le diagnostic des machines tournantes en régime stationnaire. Or, de plus en plus de machines sous surveillance fonctionnent en régime variable telles que les éoliennes, les concasseurs, etc... Les méthodes développées pour la surveillance et le diagnostic de ces machines en régime stationnaire ne sont plus adaptées en régime variable. Certains outils proposés pour le régime variable sont limités à des applications bien spécifiques ou offrent un cadre théorique qui limite leur utilisation dans les situations réelles. Le but de cette thèse est justement de pallier ces limitations, et ce, en proposant une nouvelle approche permettant d'analyser les signaux vibratoires acquis en régime variable. La stratégie mise en oeuvre dans cette thèse repose sur une modélisation du signal vibratoire dans l'espace d'état et une estimation H∞ des grandeurs caractéristiques de l’état de fonctionnement de la machine. Tout d’abord, nous avons décrit le signal vibratoire dans l'espace d'état grâce à une projection de l'enveloppe de chaque composante fréquentielle du signal sur la base canonique orthogonale. Ensuite, nous avons proposé une estimation de l’enveloppe. Cette approche d'estimation repose sur une optimisation minimax et consiste à minimiser le maximum de l'erreur d'estimation sans faire d'hypothèse sur la nature statistique des bruits du modèle d'état. Cette stratégie a conduit à ce que nous avons appelé dans cette thèse ‘estimateur BCOH∞’. La nouvelle approche proposée a été appliquée à des signaux synthétiques et expérimentaux pour le diagnostic de l’état des engrenages et des roulements en régime variable
Over the past ten years, several vibration signal-processing methods have been developed for the diagnosisof stationary rotating machines. However, more and more machines under surveillance operate in variable speed condition such as wind turbines, crushers, etc... The methods developed for the monitoring and diagnosis of these machines in steady state are no longer suitable for variable regimes. Some tools proposed for the variable regime case are limited to specific applications or offer a theoretical framework that limits their use in real situations. The purpose of this thesis is precisely to overcome these limitations, and this, by proposing a new approach to analyse the vibration signal acquired in variable regime. The strategy implemented in this thesis is based on a modelling of the vibration signal in the state space and an estimation H∞ of the characteristic quantities of the operating state of the machine. First, we described the vibration signal in the state space through a projection of the envelope of each frequency component of the signal on the orthogonal canonical basis. Then we proposed an estimate of the envelope. This estimation approach is based on a minimax optimization and consists of minimizing the maximum of the estimation error without making any assumptions about the statistical nature of the state model noise. This strategy ledto what we called in this thesis 'BCOH∞ estimator'. The proposed new approach has been applied to synthetic and experimental signals for the diagnosis of gears and bearings condition in variable speed

La connaissance des comportements et des interactions des différents matériels dans les réseaux (transformateurs, lignes, parafoudres, installation basse tension), vis-a-vis des perturbations transitoires de forte énergie, est plus que jamais nécessaire à l'amélioration de la fiabilité de ces éléments, tant pour leur conception que pour leur installation. Dans le cadre de l'étude des perturbations électromagnetiques et de leur propagation sur les réseaux électriques HT et bt, notre travail de recherche est consacré à la modélisation interne des transformateurs MT/BT à trois colonnes. Après une étude bibliographique critique des modèles actuels, nous avons développé un modèle spécifique de transformateur à colonnes à partir de sa géometrie, valable sur une large gamme de fréquence, facile à intégrer dans un logiciel de simulation de réseaux tel que EMTP, et avec lequel les surtensions internes au transformateur sont accessibles. La mise en place de ce modèle a necessité le calcul des paramêtres inductifs (propres et mutuelles), résistifs et capacitifs. Ces calculs ont été effectués en se basant sur les données géomêtriques et physiques du transformateur. Les paramêtres inductifs, ainsi que résistifs, ont été calculés en présence d'un noyau magnétique feuilleté réel, pris en compte par l'intermédiaire d'un circuit électrique équivalent. Les capacités de couplages (par rapport au noyau, entre couches et entre spires) ont été déterminées par le logiciel PHI3D. Les résultats expérimentaux, menés sur une maquette d'un transformateur monophasé soumis à une onde de type choc de foudre, sont en bon accord avec ceux obtenus par simulation. Ces travaux ont trouvé leur conclusion provisoire dans l'étude de la propagation sur un réseau MT-BT d'une perturbation impulsionnelle de type foudre induite, ce réseau étant formé par des lignes aériennes MT et BT, un transformateur, des prises de terre, des charges domestiques, et des éléments de protection non linéaires
For the study of electromagnetic transients in network, component models are needed for a wide frequency range. The present work intends to contribute in this direction : we have developed a three columns transformer model. It can be easily used in standard network program as EMTP. By the very nature of their construction, with coils close together, transformers have signifiant capacitance as well as inductance in medium frequency range. So, it is important for the transformer designer to know the various responses to impulses that can excite its natural frequencies. To develop the transformer model, we have to calculate the elementary parameters of a typical three columns power transformer (self and mutual inductance, capacitance and resistance). These parameters are computed by using the geometry and the physical characteristics of the transformer. The inductive and resistive parameters are calculated within the presence of a real magnetic shell core represented by an equivalent electric circuit. The coupling capacitive (against iron core, turn to turn, section to section) are obtained using the PHI3D program. The experimental results obtained on a single-phase transformer subject to a lightning stroke have a good accuracy with those of simulations. This model have been used to study electromagnetic transients induced by a lightning stroke on a MT-BT network, where transmission line, pole ground, low-voltage installation and ZnO arrester are represented

Dans le cadre de la problématique du refroidissement des déchets radioactifs, ce travail a pour objectifs l'étude de l'écoulement autour d'un cylindre chauffant monté en paroi soumis à un écoulement transverse selon l'approche URANS. Les limitations bien connues de la modélisation au premier ordre conduisent à considérer une approche au deuxième ordre. C'est dans ce sens qu'un modèle d'échange thermique est développé puis validé sur des cas académiques.
Dans un premier temps, lorsque le régime de convection mixte est dominant, ces calculs, réalisés par le modèle bas-Reynolds k-w SST, et complétés par un calcul isotherme, mettent en évidence de nombreuses structures tourbillonnaires recensées par la bibliographie. Un calcul avec le modèle haut-Reynolds Rij-epsilon SSG est aussi effectué. Avec le modèle k-w SST, l'échange thermique est convenablement reproduit par rapport à l'expérience VALIDA, conduite par le CEA, alors qu'avec le modèle Rij-epsilon SSG celui-ci est fortement sous-estimé, certainement en raison de l'utilisation de lois de paroi.
Dans un second temps, lorsque la convection naturelle est prépondérante, la topologie des écoulements est alors complètement différente et le transfert thermique est bien moins fidèle à l'expérience VALIDA.
Le modèle à pondération elliptique EBRSM, issu de l'approche de Durbin, consiste en la prise en compte des effets de paroi, et en particulier le blocage à la paroi. D'après ce formalisme, un modèle algébrique des flux thermiques avec pondération elliptique est développé, l'EBAFM. Avec ce modèle, des tests a priori dans les trois régimes de convection puis les simulations sur les mêmes cas montrent une nette amélioration dans la prédiction des différents écoulements faisant place à une perspective intéressante d'un modèle intermédiaire entre une formulation SGDH et des équations de transport.

Nous avons développé un modèle non linéaire qui prend en compte l'histoire de chargement, lequel s'appuie uniquement sur la courbe S-N expérimentale et ne nécessite pas de nouveau paramètre, ce qui rend son utilisation aisée. On définit la "contrainte endommagée" comme étant celle qui correspond à la durée de vie résiduelle sur la courbe S-N. A partir de celle ci un indicateur d'endommagement a été défini et normalisé à 0 à l'état initial et à 1 à la défaillance. Un programme expérimental sur le cumul de dommage par blocs a été développé sur des éprouvettes lisses et sur des éprouvettes fissurées et réparées par la technique d'expansion à froid. Les durées de vie prévisionnelles "issues du modèle" sont en bonne concordance avec les résultats expérimentaux. Le modèle peut, par l'intermédiaire des critères tels que DANG-VAN, CROSSLAND, etc. , être étendu aux chargements multiaxiaux aléatoires.

Ce manuscrit présente une étude numérique des instabilités aérodynamiques dans le compresseur centrifuge Turbocel, actuellement en essais au LMFA. L’étude vise à mieux comprendre les mécanismes des instabilités tournantes et de la restabilisation à bas débit observées dans le compresseur à régime partiel. L’étude est restreinte au rouet seul sans prendre en compte les autres composants de l’étage (Roue Directrice d’Entrée et diffuseur radial), au moyen de simulations RANS et URANS d'un seul canal (conditions de périodicité aux frontières latérales), à une iso-vitesse à régime partiel. Le code utilisé est le code elsA.Les simulations RANS sont capables de reproduire la forte augmentation du taux de pression du rouet observée à bas débit en essais. D’après les simulations ce comportement résulte d’une forte augmentation du travail transmis par les pales au fluide, coïncidant avec le développement d’un écoulement de retour en tête dans l’inducteur du rouet. Celui-ci s’initie entre le bord d’attaque des pales principales et celui des pales intercalaires, peu avant le pic de la caractéristique de taux de pression du rouet. Il commence par l’inversion du fluide issu du décollement au bord d’attaque des pales principales, après sa remontée jusqu’au carter et son transport par le jeu. La zone de recirculation s’étend lorsque le débit diminue, à la fois vers le moyeu et au-delà des plans d’entrée et de sortie du rouet. Les simulations URANS permettent ensuite de caractériser l’écoulement instationnaire dans le rouet. Bien que restreintes à un unique canal, elles captent l’apparition de structures tournantes dans l’inducteur du rouet, dans la zone à pente positive de la caractéristique de taux de pression issue des calculs RANS. Dans les deux zones à pente négative en revanche les champs restent stationnaires, identiques à la solution RANS. Les structures observées diffèrent du décollement tournant dans son acceptation classique car leur propagation n'est pas due à un effet de répartition du débit d’un canal à l’autre (puisqu’il n’y a qu’un seul canal), mais à la propagation d’une structure tourbillonnaire lâchée par un décollement au bord d’attaque et convectée par l’écoulement de jeu autour de la circonférence. La comparaison avec les résultats expérimentaux montre que ces structures reflètent correctement les cellules observées en essais. Les simulations mono-canal sont en outre validées par une comparaison à une simulation 360° sur un point de fonctionnement pour lequel l’instabilité est pleinement développée. En l’absence de perturbation extérieure et sans les autres composants de l’étage, le résultat du calcul 360° reste identique au calcul mono-canal sur le temps de calcul simulé, avec autant de structures tournantes que d’aubes. Dans les calculs la présence de ces structures tournantes coïncide avec des oscillations de débit importantes dans tout le domaine. Ces oscillations sont attribuées au fait que le nombre de cellules est égal au nombre d’aubes du rouet, de manière similaire à une interaction rotor-stator entre un rotor et un stator de même nombre d’aubes. D'autre part les performances moyennes sont supérieures aux performances obtenues en RANS. Pour tenter de comprendre pourquoi, des résultats illustratifs avec le modèle analytique de pompage et de décollement tournant de Moore-Greitzer sont présentés pour un cas axial. Ce modèle prédit des performances moyennes supérieures à la caractéristique dite sous-jacente du compresseur, ce qui fournit une piste d'explication. Enfin, le modèle de Moore-Greitzer ne capte pas les oscillations de débit observées dans les calculs. Cela suggère qu'il serait intéressant d'intégrer dans le modèle un mécanisme d'interaction rotor-stator entre les cellules de décollement tournant et les aubes
This work presents a numerical investigation of the aerodynamic instabilities occurring in the centrifugal compressor Turbocel, which is currently tested at the LMFA laboratory. The study aims at better understanding the mechanisms of these instabilities, as well as the mechanisms of the restabilization which is observed in the compressor at low mass flow rates and partial regime. The computational domain is restricted to the isolated impeller without the other components of the stage (Inlet Guide Vane and radial diffuser). RANS and URANS simulations are carried out on a single channel of the impeller, with the elsA solver. RANS simulations are able to capture the strong increase in impeller pressure ratio, which is observed in the tests at low flow rate. The simulations show that this increase results from a strong rise in the work transferred to the flow by the blades. This coincides with the initiation of a reversed flow zone in the impeller inducer, in the zone between the main blades and the splitter blades leading edges. The first flow particles to reverse are those coming from a stall zone on the main blade leading edge, after they have gone up to the shroud and have been transported by the tip clearance flow. This recirculation zone extends towards both the hub and the inlet when the mass flow decreases. Secondly, URANS simulations are used to characterize the unsteady flow in the impeller. Albeit restricted to a single channel, these simulations capture the existence of rotating structures in the impeller inducer, at mass flow rates which correspond to the positively-sloped part of the pressure ratio performance curve obtained from RANS results. On the other hand, in the two negatively-sloped parts of the characteristic, the field remains steady and equal to the corresponding RANS solution. The simulated rotating structures differ from classical rotating stall because their propagation is due to a convection effect by the tip flow around the circumference, rather than a mass flow repartition between the different channels. The numerical results are then validated against experimental results, and against a full-annulus simulation as well. Without external perturbation, the results of the full-annulus and isolated channel simulations remain identical during the simulated time. In the computations the presence of such rotating instabilities coincides with mass flow rate oscillations in the whole computational domain. The latter are attributed to a mechanism of rotor-stator interaction between the blades and the stall cells, due to the fact that the number of blades and the number of stall cells are equal. Moreover, when these stall cells are observed in the simulations, the average performance of the impeller is higher than the RANS performance. Illustrative results with the analytical model of Moore-Greitzer for surge and rotating stall are presented in an axial configuration. They also result in a performance which stands above the steady, underlying characteristic of the compressor. Finally, the Moore-Greitzer model proves to be unable to capture the mass flow rate oscillations which are observed in the simulations. As an outlook, this suggests to integrate the rotor-stator interaction between the rotating stall cells and the blades in the analytical model, in order to improve the fast prediction of aerodynamic instabilities in the future

Lors du fonctionnement d'une installation hydraulique, l'apparition de zone de cavitation dans l'écoulement peut entraîner un endommagement important sur la surface des matériaux. La quantification de l'intensité de cavitation sur les composants hydrauliques serait utile à la fois pour mieux concevoir les nouveaux équipements en projet, mais aussi pour améliorer la conduite et optimiser la maintenance des matériels existants. Au vu du grand nombre de paramètres régissant les écoulements cavitants, l'élaboration de lois de similitudes universelles à partir d'expériences est délicate. Avec l'augmentation des moyens de calculs, la simulation numérique est un outil pour étudier ce phénomène sur des géométries variées. La principale difficulté de cette démarche réside dans la différence d'échelles existant entre les simulations numériques U-RANS servant à simuler l'écoulement cavitant et les mécanismes d'implosion de bulles jugés responsables de l'endommagement sur le solide. La méthode proposée dans ce manuscrit s'appuie sur un post-traitement des simulations U-RANS afin de caractériser une distribution de bulles et de simuler leurs comportements à de plus petites échelles spatiales et temporelles. Dans un premier temps, notre travail consiste à expliciter les équations locales de conservation de masse, de quantité de mouvement et d'énergie pour un écoulement liquide/gaz comprenant deux espèces eau/air. Ce travail mène à l'élaboration de grandeurs de mélange prenant notamment en compte la présence de gaz incondensables au sein du fluide. Des hypothèses permettent de rendre ce système équivalent à ceux, utilisant une approche homogène, implémentés dans les codes de simulations d'écoulements cavitants instationnaires développés précédemment au laboratoire. La caractérisation des populations de bulles effectuée par le post-traitement prend ainsi en considération à la fois la tension superficielle et la présence de gaz incondensables. Dans un deuxième temps, l'élaboration d'un code de calcul permettant la simulation de la dynamique d'un nuage de bulles est débutée. Ce dernier a pour ambition de tenir compte à la fois des interactions entre les bulles et des déformations non sphériques que celles-ci peuvent subir à l'aide d'une méthode potentielle. Des premiers résultats de simulations sont présentés dans ce manuscrit et permettent de tenir compte de faibles déformations des bulles. La dernière étape de ce travail consiste à proposer une méthode de chaînage entre ces deux échelles en initialisant le calcul de dynamique de bulles à l'aide des résultats du calcul U-RANS. L'énergie émise lors de l'implosion des bulles et impactant la surface solide est ainsi calculée, caractérisant de ce fait le chargement imposé par l'écoulement sur le matériau. Cette méthode est par la suite appliquée sur différentes géométries en comparant à chaque fois les résultats obtenus à des expériences. Nous comparons également nos résultats à des méthodes précédemment établies au sein du laboratoire afin d'évaluer la pertinence de cette approche
During the life's cycle of a hydraulic installation, the occurrence of cavitation can cause significant damages on the material's surface. The quantification of the cavitation intensity in different geometry can be useful to get better designs for new installations, but also to improve the operating and to optimize maintenance of existing equipments. The development of universal laws of similarity from experiments is difficult due to the large number of parameters governing cavitating flows. With the increase of computational performance, numerical simulations offer the opportunity to study this phenomenon in various geometries. The main difficulty of this approach is the scale's difference existing between the numerical simulations U-RANS used to calculate the cavitating flow and mechanisms of bubble's collapse held responsible for damages on the solid. The proposed method in this thesis is based on a textbf{post-treatment} of the textbf{U-RANS} simulations to characterize a distribution of bubbles and to simulate their behavior at lower spatial and temporal scales. Our first objective is to make explicit a system of equations corresponding to phenomena occurring locally in the two-phase flow. This work leads to the development of mixture variables taking into account the presence of non-condensable gases in the fluid. Assumptions are taken to make the system, after using the Reynolds averaging procedure, equivalent to those, using a homogeneous approach, implemented in the unsteady cavitating flows solvers previously developed in the laboratory. The characterization of bubbles made by this post-treatment takes into account both the surface tension and the presence of non-condensable gases. The development of a solver for the simulation of the dynamic of a bubble cloud is started. It aims to take into account both the interactions between bubbles and non-spherical deformations with a potential method. First results of these simulations are presented and small non-spherical deformations occurring during the collapse can be observed. Finally, we propose a chained method between these two systems initializing the bubble dynamic solver with results of U-RANS simulations. The energy emitted during the implosion of bubbles impacting the solid surface is calculated. So the aggressiveness of the flow on the material can be characterized. We apply this method on different flows to compare numerical and experimental results