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Dissertations / Theses on the topic 'Modèle à gradient'
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Le, Duc Trung. "Modèle d'endommagement à gradient : approche par homogénéisation." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066662/document.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est de proposer une démarche de modélisation à partir de niveau microstructure pour obtenir un modèle d'endommagement à gradient. Elle se fonde, d'une part, sur la méthode d'homogénéisation pour construire un milieu effectif à partir de la microstructure donnée, et d'autre part, sur la formulation variationnelle, à l'échelle macroscopique, d'une loi d'évolution d'endommagement à partir du milieu homogénéisé. Nous construisons dans un premier temps une approche basée sur le développement asymptotique et de la méthode variationnelle pour homogénéiser un milieu élastique périodique. Afin de modéliser le phénomène de localisation d'endommagement , cette approche a été étendue à un milieu hétérogène quasi périodique. Par un exemple du milieu micro fissuré quasi périodique, nous obtenons une énergie élastique qui dépend non seulement du gradient de l'endommagement mais aussi du gradient de déformation. Dans la deuxième partie, nous construisons un modèle d'endommagement à gradient à partir de l'énergie élastique homogénéisé en se basant sur la principe de minimisation d'énergie. En ajoutant des hypothèse pour simplifier le modèle, nous pouvons construit explicitement des états localisés d'endommagement et de déformation. Enfin, un schéma de résolution numérique, basé sur un algorithme de minimisation alternée, a été proposé pour le cas d'un barre en traction. A partir des résultats numériques, les avantages et les inconvénients du modèle sont discutésThe aim of this work is to propose a general framework to obtain a gradient damage model from the micro-structural level. It is based, firstly, on the homogenization method to derive an effective medium from the microstructure, and secondly, on the variational formulation of a damage evolution law from the homogenized medium. We propose, as a first step, an approach based on asymptotic expansion and the variational method for homogenizing a periodic elastic medium. To model the localization of damage, this approach has been extended to a quasi-periodic heterogeneous medium. From an example of quasi periodically micro-cracked solid, we obtain an elastic energy that not only depends on the gradient of the damage but also the strain gradients. Based on the principle of energy minimization, we propose the construction of a gradient damage model from the elastic energy homogenized in the second part. By adding some hypothesis to simplify the model, we can construct localized damage and strain solutions in closed form. Finally, a numerical resolution scheme, which is based on an alternate minimization algorithm, is proposed for the one-dimensional traction bar test. From the numerical results, the advantages and disadvantages of the model are discussed
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Sellami, Sami. "Comportements hydrodynamiques d'un modèle non gradient : l'exclusion simple généralisée." Rouen, 1998. http://www.theses.fr/1998ROUES083.
Full textAbstract:
Cette thèse est constituée de deux parties. Dans la première partie, nous étudions le champ de fluctuations à l'équilibre de la densité d'un modèle non gradient réversible. Nous établissons tout d'abord le principe de Boltzmann-Gibbs pour l'exclusion simple généralisée. Ce principe, introduit pour la première fois par Brox et Rost, constitue l'étape essentielle qui nous permet ensuite d'obtenir la convergence en loi vers un processus d'Ornstein-Uhlenbeck généralisé, en suivant la théorie de Holley-Stroock. Dans la deuxième partie, réalisée en collaboration avec C. Landim et M. Mourragui, nous considérons un système de particules non gradient dont le comportement macroscopique est décrit par une équation parabolique non linéaire sur une boîte d-dimensionnelle avec des conditions aux bords. En supposant que les coefficients de diffusion sont lipschitziens, nous prouvons que le champ de densité converge vers l'unique solution faible de l'équation paraboliqueThis thesis is constituted by two parts. In the first one, we study the equilibrium density fluctuation field of a one-dimensional reversible nongradient model. We prove, for the generalized exclusion process, the Boltzmann-Gibbs principle. This principle, first introduced by Brox and Rost, is the basic stage which enables us to show afterwards that our process converges in law to a generalized Ornstein-Uhlenbeck process, by applying Holley and Stroock's theory. In the second part, made in collaboration with C. Landim and M. Mourragui, we consider a nonlinear parabolic equation on a square with boundary conditions. Assuming that the diffusion coefficient is Lipschitz, we prove that the rescaled density field converges to the unique weak solution of the parabolic equation
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Hernandez, Freddy. "Fluctuations à l'équilibre d'un modèle stochastique non gradient qui conserve l'énergie." Paris 9, 2010. https://bu.dauphine.psl.eu/fileviewer/index.php?doc=2010PA090029.
Full textAbstract:
En cette thèse nous étudions le champ de fluctuations à l'équilibre de l'énergie d'un modèle non gradient réversible. Nous établissons la convergence en loi vers un processus d'Ornstein-Uhlenbeck généralisé. En adaptant la méthode non gradient introduite par S. R. S Varadhan, nous identifions le terme de diffusion, ce qui nous permet de déduire le principe de Boltzmann-Gibbs. Ceci est le point essentiel pour montrer que les lois fini dimensionnelles du champ de fluctuations, convergent vers les lois fini dimensionnelles d'un processus généralisé d'Ornstein-Uhlenbeck. De plus, en utilisant à nouveau le principe de Boltzmann-Gibbs nous obtenons aussi la tension du champ de fluctuations de l'énergie dans un certain espace de Sobolev, ce qui avec la convergence des lois fini dimensionnelles implique la convergence en loi vers le processus généralisé d'Ornstein-Uhlenbeck (mentionné ci-dessus). Le fait que la quantité conservée n'est soit pas une forme linéaire des coordonnées du système, introduit des difficultés supplémentaires de nature géométrique lors de l'application de la méthode non gradient de VaradhanIn this thesis we study the equilibrium energy fluctuation field of a one-dimensional reversible non gradient model. We prove that the limit fluctuation process is governed by a generalized Ornstein-Uhlenbeck process. By adapting the non gradient method introduced by S. R. S Varadhan, we identify the correct diffusion term, which allows us to derive the Boltzmann-Gibbs principle. This is the key point to show that the energy fluctuation field converges in the sense of finite dimensional distributions to a generalized Ornstein-Uhlenbeck process. Moreover, using again the Boltzmann-Gibbs principle we also prove tightness for the energy fluctuation field in a specified Sobolev space, which together with the finite dimensional convergence implies the convergence in distribution to the generalized Ornstein-Uhlenbeck process mentioned above. The fact that the conserved quantity is not a linear functional of the coordinates of the system, introduces new difficulties of geometric nature in applying Varadhan's non gradient method
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Perrut, Anne. "Systèmes de particules : un processus de réaction-diffusion à deux espèces et un modèle non gradient." Rouen, 1998. http://www.theses.fr/1998ROUES074.
Full textAbstract:
Cette thèse a pour sujet les systèmes de particules. Dans la première partie, on étudie un processus de réaction-diffusion à deux espèces, appelé modèle des faucons et des colombes. Il modélise des interactions entre deux populations animales vivant dans le même milieu. En chaque site du réseau Zd, des faucons et des colombes évoluent dans le temps : des déplacements, des naissances et des morts ont lieu de manière aléatoire. Les premiers résultats concernent le contrôle des moments et les mesures invariantes. Puis on obtient la limite hydrodynamique du processus (passage entre l'échelle microscopique discrète et le continu), qui permet de déduire de l'observation des individus des équations aux dérivées partielles non linéaires régissant les densités de populations. Deux techniques sont ici utilisées : l'une exploite les fonctions de corrélation du processus, l'autre est la méthode de l'entropie relative (d'abord en volume fini, puis étendue au volume infini par un couplage). Dans la deuxième partie de cette thèse, on étudie le processus d'exclusion simple généralisée non gradient, via la norme H-1 et on obtient une version forte des limites hydrodynamiques en volume infini.
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Baroud, Rawad. "Development and implementation of numerical models for the study of multilayered plates." Thesis, Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1084/document.
Full textAbstract:
L’utilisation des multicouches prend de plus en plus d’ampleur dans le domaine des sciences de l’ingénieur, tout d’abord dans l’industrie, et plus récemment de plus en plus en Génie Civil. Qu’il s’agisse de complexes mêlant des polymères, du bois ou du béton, des efforts importants sont nécessaires pour la modélisation fine de ce type de matériaux. En effet, des phénomènes induits par l’anisotropie et l’hétérogénéité sont associés à ces multi-matériaux : effets de bords, dilatations thermiques différentielles, délaminages/décollements ou non linéarités de type viscosité, endommagement, plasticité dans les couches ou aux interfaces. Parmi les modèles proposés dans la littérature, on trouve par exemple des modèles monocouche équivalente ou de type "Layerwise" (une cinématique par couche). Appartenant à cette deuxième catégorie, des modèles ont été développés depuis quelques années dans le laboratoire Navier et permettent une description suffisamment fine pour aborder les problématiques spécifiques citées plus haut tout en conservant un caractère opératoire certain. En introduisant des efforts d’interfaces comme des efforts généralisés du modèle, ces approches ont montré leur efficacité vis-à-vis de la représentation des détails au niveau inter- et intra-couches. Il est alors aisé de proposer des comportements et des critères d’interfaces et d’être efficace pour la modélisation du délaminage ou décollement, phénomène très présent dans les composites multicouches assemblés et collés. Par conséquent, un programme éléments finis MPFEAP a été développé dans le laboratoire Navier. Le modèle a également été introduit sous la forme d’un User Element dans ABAQUS, dans sa forme la plus simple (interfaces parfaites).Un nouveau model layerwise est proposé dans ce mémoire pour les plaques multicouches, appelé "Statically Compatible Layerwise Stresses with first-order membrane stress approximations per layer in thickness direction" SCLS1. Le modèle est conforme aux équations d’équilibre 3D ainsi qu’aux conditions aux limites de bord libre. En outre, une version raffinée du nouveau modèle est obtenu en introduisant plusieurs couches mathématiques par couche physique. Le nouveau modèle a été mis en œuvre dans une nouvelle version du code éléments finis MPFEAP.En parallèle, un programme d’éléments finis basé sur la théorie Bending-Gradient développée dans le laboratoire Navier est proposé ici. Le modèle est une nouvelle théorie de plaque épaisse chargée hors-plan où les inconnues statiques sont celles de la théorie Love-Kirchhoff, à laquelle six composantes sont ajoutées représentant le gradient du moment de flexion. La théorie Bending- Gradient est obtenue à partir de la théorie Generalized-Reissner: cette dernière implique quinze degrés de liberté cinématiques, huit d’entre eux étant lié uniquement à la déformation de Poisson hors-plan, et donc l’idée principale de la théorie de plaque Bending-Gradient est de simplifier la théorie Generalized-Reissner en réglant ces huit d.o.f. à zéro et de négliger la contribution de la contrainte normale σ33 dans l’équation constitutive du modèle de plaque. Un programme éléments finis appelé BGFEAP a été développé pour la mise en œuvre de l’élément de Bending-Gradient. Un User Element dans Abaqus a été aussi développé pour la théorie Bending-GradientThe use of multilayer is becoming increasingly important in the field of engineering, first in the industry, and more recently more and more in Civil Engineering. Whether complex blend of polymers, wood or concrete, significant efforts are required for accurate modeling of such materials. Indeed, phenomena induced anisotropy and heterogeneity are associated with these multi-material: edge effects, differential thermal expansion, delamination/detachment or nonlinearities viscosity type damage, plasticity in layers or interfaces. Among the models proposed in the literature, we found for example equivalent monolayer model or of "LayerWise" type (a kinematic per layer). Belonging to the second category, models have been developed in recent years in Navier allow a sufficiently detailed description to address specific issues mentioned above while maintaining a surgical nature. By introducing interface forces as generalized forces of the model, these approaches have demonstrated their effectiveness vis-à-vis the representation of details at inter- and intra-layers. It is then easy to offer behaviors and interfaces criteria and to be effective for modeling delamination or detachment, phenomenom very present in multilayered composites assembled and glued together. Therefore, a finite element program MPFEAP was developed in Navier laboratory. The model was also introduced as a User Element in ABAQUS, in its simplest form (perfect interfaces).A new layerwise model for multilayered plates is proposed in this dissertation, named Statically Compatible Layerwise Stresses with first-order membrane stress approximations per layer in thickness direction SCLS1. The model complies exactly with the 3D equilibrium equations and the free-edge boundary conditions. Also, a refined version of the new model is obtained by introducing several mathematical layers per physical layer. The new model has been implemented in a new version of the in-house finite element code MPFEAP.In parallel, a finite element program based on the Bending-Gradient theory which was developed in Navier laboratory, is proposed here. The model is a new plate theory for out-of-plane loaded thick plates where the static unknowns are those of the Love-Kirchhoff theory, to which six components are added representing the gradient of the bending moment. The Bending-Gradient theory is obtained from the Generalized-Reissner theory: the Generalized-Reissner theory involves fifteen kinematic degrees of freedom, eight of them being related only to out-of-plane Poisson’s distortion and thus, the main idea of the Bending-Gradient plate theory is to simplify the Generalized-Reissner theory by setting these eight d.o.f. to zero and to neglect the contribution of the normal stress σ33 in the plate model constitutive equation. A finite element program called BGFEAP has been developed for the implementation of the Bending-Gradient element. A User Element in Abaqus was also developed for the Bending-Gradient theory
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Antonio, Tamarasselvame Nirmal. "Modèle de second gradient adapté aux milieux faiblement continus et mécanique d'Eshelby appliquée à l'indentation du verre." Phd thesis, Université Rennes 1, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00557871.
Full textAbstract:
Dans une première partie, notre étude porte sur les milieux faiblement continus avec une approche basée sur la géométrie non riemannienne. Nous considérons un corps solide déformable modélisé par une variété riemannienne munie d'une connexion affine. Un tel modèle est une extension d'un autre qui considère une connexion euclidienne, laquelle dérive du tenseur métrique imposé par l'espace ambiant. La masse par unité de volume peut être supposée non constante et le corps peut contenir des défauts décrits par des champs de discontinuité de champs scalaires ou de champs vectoriels définis sur la variété. Dans ce cas, en plus du tenseur métrique, nous utilisons nécessairement la torsion introduite par Cartan ou la courbure, deux tenseurs associés à la connexion affine. Nous disposons ainsi d'un modèle de milieu continu du second gradient. Les investigations prennent en compte les effets de ces champs tensoriels dans l'analyse de la déformation du corps. Comme application, nous décrivons l'atténuation spatiale d'une onde propagée dans un milieu non homogène. Dans une seconde partie, notre étude porte sur une modélisation de l'indentation Vickers du verre. Nous considérons un modèle qui utilise le schéma d'inclusion d'Eshelby dans une matrice semi-infinie, pour analyser les champs de contrainte et de déplacement durant le processus de charge. L'objectif est de déterminer la densification du verre sous l'indenteur. Les résultats semi-analytiques obtenus sont confrontés de manière positive avec des données expérimentales fournies par le LARMAUR.
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Antonio, Tamarasselvame Nirmal. "Modèle de second gradient adapté aux milieux faiblement continus et mécanique d’Eshelby appliquée à l’indentation du verre." Rennes 1, 2010. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00557871.
Full textAbstract:
Dans une première partie, notre étude porte sur les milieux dits faiblement continus à partir d’une approche basée sur la géométrie de Riemann-Cartan. Nous considérons un corps solide, modélisé par une variété riemannienne, et une connexion affine euclidienne, laquelle dérive du tenseur métrique. La densité de masse par unité de volume peut ˆetre supposée non constante et le corps peut contenir des défauts décrits par des champs de discontinuité de champs scalaires ou de champs vectoriels définis sur la variété. Les investigations ne concernent pas l’évolution de ces champs mais prennent en compte leurs effets dans l’analyse de la déformation du corps. Une des extensions possibles pour ce type de modèle consiste à considérer une connexion affine qui ne dérive pas de la métrique induite par l’espace ambiant. Dans un tel cas le tenseur de torsion et celui de courbure associés à la connexion affine ne sont pas nécessairement nuls, ce qui constitue un modèle de milieu continu de type second gradient. Ces deux tenseurs sont utilisés pour décrire les dislocations et disclinations de Volterra. Dans une seconde partie, notre étude porte sur une modélisation de l’indentation type Vickers du verre. Nous considérons un modèle qui utilise le schéma d’inclusion d’Eshelby dans une matrice semi-infinie, pour analyser les champs de contrainte et de déplacement durant le processus de charge de l’indenteur. L’objectif est de déterminer la densification du verre sous l’indenteur. Les résultats semi-analytiques obtenus sont confrontés de manière positive avec des données expérimentales fournies par le LARMAURIn a first part, we deal with the so-called weakly continuous media according to an approach based on Riemann-Cartan geometry. We consider a solid body, modelled by a Riemannian manifold, and an Euclidean affine connection, which derives from the metric tensor. The mass density per volume unit may be assumed non constant and some defects, described by discontinuity fields of scalar fields or vectorial fields defined on the manifold, may appear in the body. The inevstigations do not concern the evolution of these fields but take into account their effects on the analysis of the deformation of the body. A possible generalization of this model is to consider an affine connection which deos not derive from the metric induced by the ambiant space. In a such case the torsion tensor and the curvature tensor associated with the affine connection are not necessary null, this corresponds to a second gradient continuum. Both tensors are used to describe the dislocation fields and disclination fields of Volterra. In a second part, we deal with the modelling of the Vickers indentation of glass. We consider a model which uses the schema of inclusion of Eshelby into a semi-infinite matrix, to analyse the stress and displacement fields during the loading process of the indenter. The objective is to determine the densification of the glass beneath the indenter. The semi-analytical results are positively compared with experimental data which are issue from LARMAUR
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Pham, Thi Thanh Thao. "Un modèle d'endommagement à gradient de déformation à partir de la méthode d'homogénéisation pour les matériaux fragiles." Paris 13, 2010. http://www.theses.fr/2010PA132034.
Full textAbstract:
Un modèle d'endommagement à gradient de déformation à partir de la méthode d'homogénéisation pour les matériaux fragiles Dans ce travail de thèse, nous avons construit un. Modèle de prédiction de la rupture des matériaux fragiles contenant une source de concentration de contrainte. Nous avons d'abord développé une méthodologie d'homo-généisation pour établir les relations constitutives du gradient de déformation dans un matériau hétérogène. Lorsque le gradient de déformation n'est pas négligeable, la, procédure d'homogénéisation inclue le gradient de déformation dans la loi constitutive de manière naturelle. Ensuite, comme application de cette méthodologie, nous avons construit les relations constitutives pour un matériau élastique linéaire bidimensionnel avec des microfissures par l'adaptation du schéma d'auto-cohérence. Les équations obtenues montrent que le comportement du matériau dépend non seulement de la densité, mais encore de la taille moyenne des microfissures. Cette loi de comportement a été développée en un modèle d'endommagement en adoptant le concept de Griffith. Nous avons ensuite implémenté ce modèle d'endommagement au gradient de déformation dans un code d'éléments finis. Les résultats des simulations numériques ont été comparés aux données expérimentales. Il a été montré que l'effet de taille observé dans les études expérimentales a été correctement reproduit. Par le modèle propose. De plus. Le modèle est également bien régularisé par la présence du gradient. De déformationA damage model in strain gradient from the homogenization method for brittle materials In this thesis, we have built a damage model to predict the fracture in brittle materials containing a source of stress concentration. We first developed a. Method of homogenization to establish the constitutive relations including the strain gradient for a heterogeneous material. When the strain gradient is riot negligible, the procedure of homogenization accounts for the strain gradient. In the constitutive law in a natural way. Then, as an application of this method. We constructed the constitutive relations in 2D for a linear elastic material with microcracks by adapting the self-consistent scheme. The obtained equations show that the behavior of the material depends not only on the density, but also on the average size of the mierocracks. This constitutive law has been extended to a damage model by adopting the concept proposed by Griffith. We implemented this strain gradient damage model into a finite element code. The numerical results were compared with the experimental data. It has been shown that the size effect observed in experimental studies was correctly reproduced by the proposed model. Moreover, the model is also well regularizated by the presence of strain gradient
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Diallo, Alpha Ousmane. "Modélisation hyperfréquence de problèmes multi-échelles appliquée au cas des antennes à métamatériaux diélectriques." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066356/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse s’intéresse à l’amélioration de la compacité des antennes destinées en priorité aux systèmes embarqués tout en respectant les exigences de performance et de compétitivité. L’approche explorée consiste à utiliser des matériaux artificiels fonctionnant en transmission et conçus en structurant la matière diélectrique à une échelle plus petite que la longueur d’onde (sub-longueur d’onde). Cette structuration permet en pratique d’opérer une variation de l’indice de réfraction effectif afin de réaliser des éléments diffractifs aptes à remplir une fonction hyperfréquence. Cependant, la particularité de ce type d’élément structuré est de mêler plusieurs échelles physiques engendrant une complexité dans leur étude. La plus grande dimension d’un composant structuré peut atteindre plusieurs dizaines de longueur d’onde, par exemple 20λ, alors que la taille minimale des structures sub-longueur d’onde peut être inférieure à une fraction de la longueur d’onde, tel que λ/20. Cet aspect multi-échelle allonge les temps de simulation des dispositifs antennaires intégrant ces éléments structurés, empêchant ainsi toute possibilité d’optimisation multi-paramètres dans des temps raisonnables. Afin de pouvoir exploiter pleinement le potentiel de ces matériaux structurés, un modèle numérique de calcul a été développé sur la base des chemins optiques. Ce modèle restitue des résultats sur le maximum de gain des antennes lentilles diffractives structurées avec une précision de 0,5 dB. Le temps de calcul du modèle est de l’ordre de la minute comparée à plus de 6 heures pour une simulation complète avec le logiciel de calcul électromagnétique CST. La rapidité et la précision de ce modèle ont été mises à profit pour optimiser la conception d’une lentille diffractive structurée. Pour illustrer la pertinence de cette approche structurée, ses performances ont été comparées à celles des antennes lentilles de Fresnel et à profil hyperbolique. Cette comparaison s’est faite dans des conditions d’encombrement identiques avec un rapport longueur sur diamètre L/D de 0,5. Le gain de la lentille structurée se révèle être plus élevé de 1,6 dB par rapport à celui de la lentille de Fresnel et de 2,7 dB par rapport à celui de la lentille hyperboliqueThis work focuses on the improvement of the antennas compactness used primarily for embedded systems while respecting the performance and competitiveness requirements. The approach explored consists in using artificial materials operating in transmission and designed by structuring the dielectric material on a scale smaller than the wavelength (sub-wavelength). This structuring makes it possible in practice to achieve a variation in the effective refractive index in order to produce diffractive elements capable of performing a microwave function. However, the particularity of this type of structured element is to mix several physical scales generating complexity in their study. The largest dimension of a structured component can reach several tens of wavelength, for example 20λ, while the minimum size of the sub-wavelength structures may be less than a fraction of the wavelength, as than λ / 20. This multi-scale aspect increases the simulation times of antenna devices integrating these structured elements, thus preventing any possibility of multi-parameter optimization in reasonable times. In order to exploit fully the potential of these structured materials, a numerical model of computation has been developed on the basis of optical paths. This model gives results on the maximum gain of structured diffractive lens antennas with an accuracy of 0.5 dB. The computation time of the model is of the order of the minute compared to more than 6 hours for a complete simulation with the electromagnetic calculation software CST Microwave Studio. The speed and precision of this model have been used to optimize the design of a structured diffractive lens. To illustrate the relevance of this structured approach, its performances were compared with those of Fresnel lens antenna and hyperbolic lens antenna. This comparison was carried out under identical footprint conditions with a length to diameter ratio L / D of 0.5. The gain of the structured lens was found to be 1.6 dB higher than the Fresnel lens and 2.7 dB higher than the hyperbolic lens
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Plassart, Roland. "Modélisation hydromécanique du comportement des ouvrages souterrains avec un modèle élastoviscoplastique." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2011. http://www.theses.fr/2011INPL050N/document.
Full textAbstract:
Le comportement à long terme des excavations souterraines est un enjeu social et économique majeur, en particulier dans le contexte du stockage en formation géologique profonde de déchets nucléaires à Haute Activité et Vie Longue (HAVL). Plusieurs galeries expérimentales ont été creusées dans le laboratoire de recherche souterrain de Meuse/Haute-Marne situé près de Bure en France, où des études sont menées pour comprendre le comportement global de la roche constitutive : l’argilite du Callovo-Oxfordien (COx).L’objectif de cette thèse est d’effectuer une modélisation avec Code_Aster d’ouvrages souterrains, et en particulier d’une des galeries du laboratoire de Meuse/Haute-Marne, en prenant en compte une approche non locale, l’effet du fluage et le couplage hydromécanique dans le cadre de la mécanique des milieux poreux, et de comparer les résultats numériques avec les données expérimentales disponibles.Le modèle élastoviscoplastique spécifiquement utilisé pour cette étude est le modèle L&K : il offre d’une part un couplage entre le comportement instantané et différé, et prend en compte d’autre part la dilatance, paramètre qui gouverne les déformations volumiques du matériau lors d’une sollicitation, et ses fortes variations, caractéristique essentielle des géomatériaux et en particulier du COx. La présence d’un fluide s’écoulant à travers le matériau va ajouter une composante hydraulique à la modélisation, dont le couplage avec la mécanique est assuré par les équations de Biot. Une autre nouveauté de ce travail concerne le couplage entre ce comportement rhéologique complexe et une approche non locale dans un cadre industriel. Parmi les méthodes de régularisation disponibles dans Code_Aster, la méthode second gradient de dilatation a été choisie parce que bien adaptée aux géomatériaux. Son but est de corriger la dépendance au maillage et les solutions numériques localisées.Une fois les outils numériques opérationnels et les paramètres du modèle L&K calés sur des essais effectués en laboratoire sur des échantillons, un bon accord général a été trouvé entre les résultats numériques et les mesures in situ, sans aucun recalage des paramètres. Les effets du temps observés expérimentalement sur l’évolution des déplacements et des pressions d’eau sont retrouvés au sein d’une même modélisation, validant ainsi la démarche prédictive suivieThe long term behaviour of underground excavations is a social and economic stake, in particular in the context of storage in deep geological formation of high activity and long life nuclear waste. Several experimental galleries have been dug in the underground research laboratory (URL) of Meuse/Haute-Marne located close to Bure in France, where studies are leaded in order to understand the global behaviour of the constitutive rock which is the Callovo-Oxfordian (COx) argillite.The purpose of this PhD Thesis is to establish a modelling with Code_Aster of underground excavations, and especially of a Meuse/Haute-Marne laboratory gallery, taking into account non local approach, creep effect and hydromechanical coupling in the framework of the mechanics of porous media, and then to compare numerical results with available experimental data.The specific elastoviscoplastic model used in this study is the L&K model: it offers a coupling between instantaneous and delayed behaviour, and it takes into account the dilation, parameter which governs the volume strains of the material during a solicitation, and its strong variation, a specificity of geomaterials and so of COx argillite. The fluid flowing through the material adds a hydraulic component to the modelling, which is coupled to mechanic component thanks to Biot’s equations.Another novelty of this work concerns the coupling between such complex rheological behaviour and a non local approach in an industrial way. Among methods of regularization available in Code_Aster, the second gradient of dilation is well fitted to geomaterials. Its aim is to correct mesh dependency and numerical localized solutions.After describing numeric tools and setting parameters of the L&K model on laboratory tests, a good general agreement was found between numeric results and in situ measures, without resetting parameters. Time effects experimentally measured on displacement and pore pressure evolution are observed in the same modelling, validating the followed predictive approach
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Trejo, Rodriguez Luis Angel. "Evaluation du modèle de programmation parallèle à phases reconfigurables : cas du gradient conjugué et de l’opération de sommes partielles." Lyon, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAL0117.
Full textAbstract:
Le modèle de calcul synchrone à phases proposé par Snyder et quelques temps après par Adamo, est basé sur l'idée que la plus par des algorithmes parallèles peuvent être décomposés en une séquence de phases ; chaque phase est exécutée sur le graph de processeurs le mieux adapté à la réalisation efficace des mouvements de données associés à la phase. Nous présentons dans ce travail des résultats expérimentaux sur ce modèle en utilisant l'environnement de programmation C NET. · D'~bord nous considérons une mise en œuvre de la méthode du gradient conjugué comme un algorithme à phases reconfigurables. Ensuite nous présentons des algorithmes permettant de résoudre le problème des sommes partielles ou préfixe parallèle ainsi que quelques applications. Finalement, nous donnons des orientations vers un modèle de programmation à phases asynchrone. A cet effet, nous considérons le modèle OCP (machine Parallèle à Communication Optique) : les opérations de préfixe parallèle et multi préfixe, ainsi qu'une approche pour la mis en œuvre du tri de Colesont présentées. Nous montrons que ces algorithmes peuvent être mis en œuvre efficacement sur un tel modèleThe synchronous phase programming model proposed by Snyder and some time later by Adamo, is based on the idea that the most useful algorithms can be decomposed into series of elementary data movements. As a consequence, these algorithms can be implemented as series of phases, so that each phase can be efficiently executed on the processor graph best suited to the need of the performed data movement. We present in this work some experimental results using this model under a high level parallel programming environment called C_NET. First we present an implementation of the conjugate gradient method as phase reconfigurable algorithm, next we present some algorithms to solve the parallel prefix problem and we give some of its applications. Finally, we consider the OCP model (Optical Communication Parallel) : the parallel prefix and multi prefix operations are presented, as well as an approach to implement Cole's parallel merge sort. These algorithms are shown to be efficiently implemented on such a model
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Bruneaux, Marie-Anne. "Durabilité des assemblages collés : Développement d'un modèle mécanique prédictif avec prise en compte des caractéristiques physico-chimiques de l'adhésif." Marne-la-vallée, ENPC, 2004. https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00000821.
Full text
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Watremetz, Benoît. "Modèle thermomécanique 3D d'un matériau à gradient de propriétés à l'aide de techniques multigrilles : application aux moules d'injection de polymères." Lyon, INSA, 2006. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2006ISAL0057/these.pdf.
Full textAbstract:
La notion de traitement de surface recouvre un grand nombre de procédés et de gammes de traitements. Leur objectif est de donner à la surface traitée d'une pièce des propriétés physico-chimiques, mécaniques ou géométriques particulières afin de la protéger des agressions extérieures tout en conservant les propriétés en volume de la pièce. Ce travail a pour but d'enrichir les modélisations existantes et de développer un modèle innovant en proposant une description englobant les traitements de surface dans leur ensemble. De ce fait il est alors nécessaire de prendre en compte une variation continue et quelconque des propriétés mécaniques et thermiques dans l'épaisseur du matériau. Nous avons développé un modèle thermoélastique 3D basé sur les équations de Lamé généralisées et l'équation de la conduction dans un solide non homogène. Le problème est résolu à l'aide d'une discrétisation aux différences finies du deuxième ordre. Le système linéaire en résultant est traité à l'aide de la méthode itérative de Gauss-Seidel couplée avec les techniques Multigrilles. Des méthodes numériques spécifiques ont été mises en place pour garantir la convergence optimale du solveur même dans les cas les plus sévères (variation de propriétés importantes). L'application visée ici concerne l'amélioration du procédé d'injection des matières plastiques et l'augmentation de la durée de vie des moules avec l'utilisation de traitements à la surface à leur surface. Cette étude a nécessité la mesure des propriétés des différents revêtements sélectionnés et la mise en place d'un modèle d'injection simplifié à partir d'essais sur moule instrumenté. Enfin, une étude utilisant un modèle simplifié à permis d'expliquer l'état de contrainte dans le revêtement et de choisir le traitement le plus approprié en fonction des sollicitations thermomécaniques subiesSurface treatments cover a wide range of processes and treatments. Their aim is to increase life and operating performances of engineering materials by giving surfaces specific mechanical, thermal, and chemical properties. The task of determining which type of coating (material, thickness, and deposition process) is optimal is a complicated task. Optimizing a coating for a specific application requires bringing together knowledge from very different disciplines: physics, structural mechanic, surface chemistry, etc. This makes the development and selection of treatment a complex and costly task. It can only be undertaken with a recursive method, which includes experimental procedures and numerical calculations. The current work aims at developing a 3D thermo-mechanical model for functionally graded materials (FGM). Such materials are commonly used to protect surfaces from tribological damages. They may be either coating materials or interface regions between successive coatings with varying properties. The model is based on second order Finite Difference (FD) formulation of the thermal and elasticity equations in a non-homogeneous solid. It can handle any kind of depth dependence of the material properties. Multigrid techniques and local refinement strategies have been implemented to accelerate the convergence, reduce CPU time and thus permit the use of fine grids to accurately describe the variation in the material properties. Specific numerical techniques are used to guaranty an optimal convergence rate of the numerical technique even in the most severe cases. One application of this work is the analysis of the effect of different prospective coatings in polymer injection molding. The aim is to increase the mold life by protecting the surface and avoid the development of surface damages due to the process. An approximate model is developed for the thermal and mechanical conditions to which the coating is exposed in the different phases of the process. This study is completed with experimental methods that were used to characterize the coating properties. Finally, a simplified model is used to complete the results obtained using the time dependant analysis. It helps understanding the thermo-mechanical coupling and stress calculated in the prospective coatings to determine the most appropriate treatment for this application
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Mhadji, Abdoussalam. "Développement d’un modèle à gradient d’endommagement pour la simulation de couplage thermique-mécanique : application à la dégradation des matériaux composites." Electronic Thesis or Diss., Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2025. http://www.theses.fr/2025ESMA0002.
Full textAbstract:
L'utilisation de matériaux composites est courante dans les structures où la réduction de poids est essentielle, tout en maintenant des propriétés de rigidité et de résistance élevées. Cependant, ces matériaux sont inflammables, ce qui augmente les risques d'incendie. Il est généralement observé qu’un flux de chaleur provoque la transformation du matériau composite sain en charbon, ce qui entraîne une dégradation de ses propriétés mécaniques et une modification de ses propriétés thermiques initiales. Cependant, l’influence de l’hétérogénéité microstructurale sur la dégradation thermique, ainsi que le couplage entre cette dégradation et l’endommagement mécanique, demeurent peu étudiés dans la littérature. L'objectif de cette étude est d'analyser l'impact des mécanismes de dégradation, à la fois mécaniques et thermiques, sur différents phénomènes physiques tels que le transfert de chaleur, la décomposition thermique et la fissuration. Le but est de simuler l'interaction entre les différents modes de dégradation et leurs cinétiques, afin d’évaluer leur influence réciproque sur le comportement du matériau à l’échelle de la microstructure. Pour ce faire, une approche thermodynamique rigoureuse est adoptée, visant à introduire les variables internes correspondant à chaque phénomène physique, ainsi que leurs gradients. Cette démarche de modélisation associe deux approches : d’une part, un modèle à gradient de type champ de phase est employé pour décrire la dégradation thermique, évoluant selon une loi d’Arrhenius. Ce modèle permet de représenter avec précision l'interface entre les zones dégradées et intactes, tout en intégrant des informations liées à l'hétérogénéité de la microstructure et en suivant la propagation du front de décomposition, influencée par la morphologie. De plus, une étude expérimentale menée au sein du laboratoire a validé cette approche de modélisation, démontrant sa capacité à représenter de manière fidèle les phénomènes observés, notamment en ce qui concerne l'influence des variations microstructurales sur la dégradation des matériaux. D'autre part, un modèle à gradient d’endommagement basé sur le principe des puissances virtuelles distingue les forces thermodynamiques associées au processus réversible dérivant de l'énergie libre et les forces thermodynamiques associées au processus irréversible qui dérive cette fois du potentiel de dissipation. Ce choix de modélisation permet d'éviter les problèmes de localisation de l’endommagement et la dépendance au maillage. En couplant ces deux approches, il est possible de simuler l’interaction entre l’endommagement mécanique et la dégradation thermique du matériau. Les résultats montrent, d’une part, que les zones transformées en charbon deviennent des régions où l'endommagement et la fissuration s’initient facilement en raison de la dégradation des propriétés mécaniques. D’autre part, les zones endommagées ou fissurées agissent comme une barrière thermique, retardant la propagation de la chaleur. En effet, la présence de fissures réduit la conductivité thermique dans ces zones, limitant ainsi l'avancée du front thermiqueThe use of composite materials is widespread in structures where weight reduction is essential while maintaining high stiffness and strength properties. However, these materials are flammable, increasing fire risks. It is generally observed that heat flux transforms sound composite material into char, leading to the degradation of mechanical properties and a modification of initial thermal properties. Nevertheless, the influence of microstructural heterogeneity on thermal degradation, as well as the coupling between thermal degradation and mechanical damage, remains underexplored in the literature. The objective of this study is to investigate the influence of mechanical and thermal degradation mechanisms on physical phenomena such as heat transfer, thermal decomposition, and cracking. The study aims to simulate the interaction between different degradation modes and their kinetics to assess their mutual impact on the material’s behavior at the microstructural scale. To achieve this, a rigorous thermodynamic approach is adopted, introducing internal variables corresponding to each physical phenomenon, as well as their gradients. This modeling approach combines two methods: on the one hand, a phase-field gradient model is employed to describe thermal degradation, which evolves according to an Arrhenius law. This method is suitable for simulating phase transition phenomena and interface motion in a non-homogeneous material. This approach introduces a degradation gradient term to characterize the interface energy between degraded and sound regions, allowing the influence of microstructural fluctuations to be considered. On the other hand, a gradient damage model based on the principle of virtual powers distinguishes the thermodynamic forces associated with the reversible process, derived from free energy, from those associated with the irreversible process, derived from the dissipation potential. This modeling choice avoids issues related to damage localization and mesh dependency. By coupling these two approaches, it becomes possible to simulate the interaction between mechanical damage and thermal degradation of the material. The results show that, on the one hand, charred regions become areas where damage and cracking are easily initiated due to the degradation of mechanical properties. On the other hand, damaged or cracked zones act as thermal barriers, delaying heat propagation. Indeed, the presence of cracks reduces thermal conductivity in these regions, thereby limiting the advancement of the thermal front
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Harmand, Noémie. "Evolution expérimentale et spécialisation dans le paysage adaptatif d'un gradient environnemental." Thesis, Montpellier, 2017. http://www.theses.fr/2017MONTT062/document.
Full textAbstract:
De nos jours plus que jamais, il est nécessaire d’anticiper et de comprendre les réponses évolutives des organismes vivants, face à des habitats instables et hétérogènes. Mais à quel point cela est-il possible ? Reproduire l’ensemble du déroulé d’une trajectoire évolutive nécessite de pouvoir décrire, d’une part, le « matériel » disponible pour s’adapter (c’est-à-dire les effets phénotypiques associés à la variabilité génétique produite), d’autre part, comment agissent les forces évolutives, associées à un contexte écologique, pour aboutir à un certain « assemblage » de ce matériel. Dans sa version la plus simple, ce processus évolutif peut-être décrit par plusieurs cycles d’évènements de mutations-sélection conduisant à l’adaptation d’une population à son environnement. Cette dynamique correspond assez bien à celle qui est décrite par les populations bactériennes dans les expériences d’évolution contrôlées en laboratoire. Parallèlement, les modèles de paysages adaptatifs (phénotypiques), et en particulier le modèle géométrique de Fisher, sont des outils très puissants pour formuler des prédictions générales et quantitativement testables sur ces trajectoires évolutives. Cependant, ils restent très théoriques et ont été largement pensés dans un contexte écologique simplifié. Au cours de cette thèse, nous avons identifié les déterminants (mutationnels et sélectifs) des trajectoires évolutives à long terme de populations bactériennes s’adaptant dans différents contextes environnementaux. Une première partie des résultats est mise en lumière par la validation expérimentale et la reconstruction de la topographie du paysage adaptatif généré par différentes doses d’un antibiotique, le long d’un gradient. Une deuxième partie expérimentale vise à intégrer une composante biotique (une autre bactérie) à ce même contexte environnemental. Les processus évolutifs intervenant au cours d’une coévolution à long terme maintenue par sélection fréquence-dépendante, y sont étudiésToday more than ever, it is crucial to anticipate and understand the evolutionary responses of living organisms faced with heterogeneous and unstable habitats. But to what extent is this possible? To reproduce an entire evolutionary trajectory, we must first describe the “material” available for adaptation (e.g. the phenotypic effects associated with the existing and novel genetic variability), and second describe the way evolutionary forces, shaped by the ecological context, result in specific “assemblies” of this material. At its simplest, this evolutionary process can be described by several cycles of mutation-selection events, leading to the adaptation of a population to an environment. This process is reflected in the evolutionary trajectories of bacterial lineages undergoing controlled experimental evolution in the lab. Concurrently, adaptive (phenotypic) landscape models, and especially Fisher’s geometrical model of adaptation, are powerful tools to formulate general predictions, which can then be tested on such evolutionary trajectories. However, they remain highly theoretical, and are widely conceived in a simple ecological context. In this thesis, we identified the (mutational and selective) determinants of the evolutionary trajectories of bacterial lines adapting to various environmental contexts. A first set of results regards evolution along a gradient of antibiotic doses, and their relevance is highlighted by experimental validation and by the reconstruction of the underlying adaptive landscape. A second experimental part integrates a biotic component (another bacteria) to the same environmental context. The evolutionary processes acting throughout the resulting long-term coevolution – maintained by frequency-dependent selection – are studied
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Nedjar, Boumediene. "Mécanique de l'endommagement. Théorie du premier gradient et application au béton." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1995. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00529378.
Full textAbstract:
A l'intérieur d'un solide, l'endommagement est provoqué par des mouvements microscopiques. Nous décidons de tenir compte de ces mouvements dans le principe des puissances virtuelles. Les vitesses microscopiques étant reliées à la vitesse d'endommagement, la puissance des efforts intérieurs que nous retenons dépend de cette vitesse et aussi de la vitesse du gradient de l'endommagement pour décrire les interactions. L'utilisation de cette approche permet de représenter le comportement non linéaire du béton, qui est en grande partie dû à l'endommagement, par des modèles adoucissants. Les applications aux calculs de structures donnent des résultats objectifs surmontant la difficulté liée à la dépendance du maillage lors de la discrétisation par éléments finis. La prise en compte du gradient de l'endommagement dans la formulation permet également de rendre compte de l'effet d'échelle de structures. Le phénomène unilatéral lié à la refermeture des microfissures, qui conduit à la restauration de la raideur lors du passage d'un chargement endommageable en traction à un chargement en compression, est pris en compte par l'utilisation de deux variables scalaires d'endommagement et par une partition du tenseur des déformations dans l'expression de l'énergie libre. Les modèles que nous présentons sont implantés dans un code de calcul par éléments finis et les résultats obtenus permettent une analyse prévisionnelle des structures.
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Ollier, Edouard. "Sélection de modèles statistiques par méthodes de vraisemblance pénalisée pour l'étude de données complexes." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEN097.
Full textAbstract:
Cette thèse est principalement consacrée au développement de méthodes de sélection de modèles par maximum de vraisemblance pénalisée dans le cadre de données complexes. Un premier travail porte sur la sélection des modèles linéaires généralisés dans le cadre de données stratifiées, caractérisées par la mesure d’observations ainsi que de covariables au sein de différents groupes (ou strates). Le but de l’analyse est alors de déterminer quelles covariables influencent de façon globale (quelque soit la strate) les observations mais aussi d’évaluer l’hétérogénéité de cet effet à travers les strates.Nous nous intéressons par la suite à la sélection des modèles non linéaires à effets mixtes utilisés dans l’analyse de données longitudinales comme celles rencontrées en pharmacocinétique de population. Dans un premier travail, nous décrivons un algorithme de type SAEM au sein duquel la pénalité est prise en compte lors de l’étape M en résolvant un problème de régression pénalisé à chaque itération. Dans un second travail, en s’inspirant des algorithmes de type gradient proximaux, nous simplifions l’étape M de l’algorithme SAEM pénalisé précédemment décrit en ne réalisant qu’une itération gradient proximale à chaque itération. Cet algorithme, baptisé Stochastic Approximation Proximal Gradient algorithm (SAPG), correspond à un algorithme gradient proximal dans lequel le gradient de la vraisemblance est approché par une technique d’approximation stochastique.Pour finir, nous présentons deux travaux de modélisation statistique, réalisés au cours de cette thèseThis thesis is mainly devoted to the development of penalized maximum likelihood methods for the study of complex data.A first work deals with the selection of generalized linear models in the framework of stratified data, characterized by the measurement of observations as well as covariates within different groups (or strata). The purpose of the analysis is then to determine which covariates influence in a global way (whatever the stratum) the observations but also to evaluate the heterogeneity of this effect across the strata.Secondly, we are interested in the selection of nonlinear mixed effects models used in the analysis of longitudinal data. In a first work, we describe a SAEM-type algorithm in which the penalty is taken into account during step M by solving a penalized regression problem at each iteration. In a second work, inspired by proximal gradient algorithms, we simplify the M step of the penalized SAEM algorithm previously described by performing only one proximal gradient iteration at each iteration. This algorithm, called Stochastic Approximation Proximal Gradient Algorithm (SAPG), corresponds to a proximal gradient algorithm in which the gradient of the likelihood is approximated by a stochastic approximation technique.Finally, we present two statistical modeling works realized during this thesis
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Mocke, Gary. "Turbulence et courants induits par le vent en présence de gradients de densité et modèle hydrodynamique du bassin de Thau." Toulouse, INPT, 1988. http://www.theses.fr/1988INPT075H.
Full textAbstract:
Avec comme objectif pratique la mise au point d'un modele de l'hydrodynamique du bassin de thau, ce travail s'interesse a la generation de la turbulence des courants dans la couche melangee de surface. Deux classes essentielles de problemes sont posees: la generation de la turbulence dans et sous les vagues de vent, la physique des interactions turbulentes pres de l'interface de densite. Le memoire est divise en deux parties: la premiere partie commence avec un survol de la litterature sur les etudes d'entrainement d'interface de densite et sur la parametrisation de la turbulence generee dans les vagues de vent. Cette analyse critique bibliographique est utilisee dans la mise au point et le developpement d'un modele a 3 equations de l'energie cinetique turbulente, du taux de dissipation et de la densite. Ce modele est utilise pour traiter des situations experimentales pour lesquelles on dispose de mesures de taux d'entrainement ou de profil de densite: cette comparaison s'avere satisfaisante tant que l'evolution de la couche de melange se situe dans la zone diffusive superieure. Au dessous de cette couche la production locale de turbulence due notamment aux ecoulements secondaires (circulation de langmuir) reste a quantifier explicitement. Un autre interet de ces essais est de montrer que la vitesse de frottement a l'interface ne constitue pas l'echelle appropriee; par contre il semble que l'energie cinetique de turbulence produite a l'interface permette une representation plus satisfaisante des phenomenes observes. La seconde partie de l'etude presente les resultats obtenus dans l'etude du bassin de thau. Un modele transitoire monocouche est utilise pour simuler le champ de vitesse et de hauteur du plan d'eau. Une methode aux elements finis est utilisee pour la discretisation spatiale. Le modele, calibre a partir d'observations in situ est utilise pour simuler differents scenarios de gestion de l'etang de thau
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Marquis, Benjamin. "La limite de répartition supérieure de l'érable à sucre et du bouleau jaune sous contrôle climatique: étude dendroécologique le long d'un gradient d'élévation." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2016. http://hdl.handle.net/11143/8735.
Full textAbstract:
Dans un contexte de réchauffement climatique, il est prédit que les aires de répartition des espèces autant végétales qu’animales se déplaceront plus au nord ou vers de plus hautes élévations. Cependant, cette prédiction présume que le climat est la variable clé qui détermine la limite de répartition des espèces. Puisque plusieurs autres facteurs environnementaux tels que les interactions biotiques, la topographie et les caractéristiques du sol peuvent aussi contrôler les limites de répartition des espèces ; départager l’effet de ces facteurs environnementaux de l’effet du climat quant à contrôler les limites de répartition des espèces permettra de mieux comprendre l’impact du réchauffement climatique sur les espèces et d’affiner les prédictions sur le déplacement futur des aires de répartition des espèces.
Ce mémoire évalue le rôle que joue le climat quant à déterminer la croissance radiale à limite de répartition supérieure de l’érable à sucre (Acer saccharum Marsh.) et du bouleau jaune (Betula alleghaniensis Britt.) le long d’un gradient d’élévation au parc national du Mont-Mégantic. Si le climat est le facteur principal contrôlant la croissance à limite de répartition supérieure de ces deux espèces, nous prédisons qu’à haute élévation, la sensibilité de la croissance face au climat devrait être plus forte qu’à basses élévations. Pour tester cette prédiction, 62 érables à sucre et 72 bouleaux jaunes ont été échantillonnés le long de quatre flancs de montagne couvrant ainsi l’aire répartition de chacune des deux espèces. Chaque site d’échantillonnage était séparé par 50 mètres d’élévation et à chaque site, trois arbres par espèces appartenant à trois différentes classes de diamètres soit petit (15-25 cm), moyen (29-35 cm) et grand (> 40 cm), ont été échantillonnés lorsque présents. À l’aide de méthodes dendroécologiques, des modèles de croissance-climat qui corrèlent chaque cerne de croissance d’un arbre à des variables climatiques de l’année courante et de l’année d’avant sa formation ont été développés. De cette façon, il a été possible de quantifier le niveau de sensibilité de la croissance face au climat pour chacun des arbres. Pour l’érable à sucre, les résultats ont montré que la sensibilité de la croissance au climat diminuait aux limites de répartitions et était maximale à moyennes élévations. Pour le bouleau jaune, la sensibilité au climat n’a pas varié de manière significative avec aucune des variables testées (élévation, topographie, indice de compétition). Spécifiquement, les températures maximales d’été affectent négativement la croissance des érables à sucre de basses élévations alors qu’elles affectent positivement la croissance des érables à sucre de moyennes et hautes élévations. Toutefois, l’effet des températures maximales d’été n’est pas plus important pour la croissance entre les arbres de moyennes et hautes élévations puisque les intervalles de confiances autour des coefficients calculés à partir des modèles de croissance-climat se chevauchent. Ces résultats sont en contradiction avec l’hypothèse générale que la sensibilité de la croissance face aux variations annuelles du climat est plus forte à la limite de répartition des espèces et pourrait suggérer que le climat n’est pas toujours la variable clé qui détermine la limite de répartition des espèces. Toutefois, n’ayant pris en compte aucun paramètre démographique il reste difficile de déterminer si la limite géographique des deux espèces à l’étude est principalement sous contrôle climatique. Pour sûr, notre étude suggère que dans le contexte de réchauffement climatique, la croissance des arbres de basses élévations est susceptible de diminuer alors que la croissance des arbres de moyennes et hautes élévations pourrait augmenter. Cependant, la capacité des deux espèces (particulièrement le bouleau jaune) à migrer vers de plus hautes élévations afin de suivre le réchauffement climatique est susceptible de dépendre autant des variables non climatiques que des variables climatiques.
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Montebello, Claudio. "Analysis of the stress gradient effect in Fretting-Fatigue through a description based on nonlocal intensity factors." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLN019/document.
Full textAbstract:
Nous proposons dans ce manuscrit une nouvelle méthode pour prendre en compte l’effet du gradient en Fretting-fatigue. Les champs mécaniques présents à proximité du front de contact sont décrits à travers des facteurs d’intensité non locaux. L’objectif est d’aboutir à une description du champ de vitesse sous la forme d’une somme de termes exprimés chacun comme le produit d’un facteur d’intensité (Is, Ia, Ic), qui dépend des chargements macroscopiques appliqués à l’ensemble et d’une fonction de forme (ds, da, dc), qui est liée à la géométrie locale du contact. Cette description est obtenue à travers un processus non intrusif de post-processing des résultats obtenus avec des calculs à éléments finis. De plus, elle a été pensée pour être implémentée dans un contexte industriel. En pratique, pour chaque chargement macroscopique et pour chaque géométrie, il est possible de calculer un ensemble de facteurs d’intensité non locaux qui permettent de décrire les champs mécaniques locaux près du front de contact. Cette description non locale a l’avantage d’être (i) indépendante de la géométrie du contact employé et (ii) utilisable dans des modèles à éléments finis utilisés dans l’industrie qui sont caractérisés par des maillages plus grossiers par rapport à ceux utilisés pour étudier le fretting-fatigue dans des milieux académiques. Une étude est menée pour vérifier que les facteurs d’intensité non locaux peuvent être utilisés pour transposer les résultats expérimentaux d’une géométrie à une autreIn this manuscript a new method to describe the stress gradient effect in fretting-fatigue is proposed. It is based on the description of the mechanical fields arising close to the contact edges through nonlocal intensity factors. For this purpose, the kinetic field around the contact ends is partitioned into a summation of multiple terms, each one expressed as the product between intensity factors, Is, Ia, Ic, depending on the macroscopic loads applied to the mechanical assembly, and spatial reference fields, ds, da, dc, depending on the local geometry of the part. This description is obtained through nonintrusive post-processing of FE computation and is conceived in order to be easily implementable in the industrial context. As a matter of fact, for any given macroscopic load and geometry, a set of nonlocal intensity factors is computed that permits to characterize the mechanical fields close to the contact edges. Such nonlocal description has the advantage of being (i) geometry independent so that the nonlocal intensity factors can be used to compare laboratory test with real-scale industrial assembly, (ii) applicable to industrial FE models usually characterized by rougher meshes compared to the ones used to describe fretting-fatigue in the academic context. The procedure is applied to fretting-fatigue test data in order to verify whether the nonlocal intensity factors can be used to transpose experimental results to different contact geometries from the one in which they have been obtained
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Belluau, Michaël. "Traits fonctionnels, tolérances et distributions des espèces herbacées sur un gradient de disponibilité en eau : une approche prédictive par modèle d'équation structurale." Thèse, Université de Sherbrooke, 2017. http://hdl.handle.net/11143/11584.
Full textAbstract:
L’assemblage des espèces (leurs présences/absence) dans une communauté naturelle est la conséquence de plusieurs mécanismes de filtrage réalisés par l'environnement. Parmi ces filtres, le filtre abiotique sélectionne les espèces capables de tolérer les conditions environnementales locales. La variation de la disponibilité de l'eau dans le sol est l'un des principaux gradients environnementaux selon lesquels les espèces végétales sont différemment réparties. Considérant l’hypothèse que les traits fonctionnels et leurs relations sont hiérarchisées, les préférences d’habitat des espèces le long de gradients environnementaux devraient être déterminées par une combinaison de traits physiologiques et morpho-anatomiques hiérarchisés.
Au cours de ce doctorat, mon objectif général est d'identifier les traits fonctionnels morphologiques, anatomiques et physiologiques de tolérance à la sécheresse qui peuvent prédire la présence des espèces le long d'un gradient d’hydrologie des sols. Plus spécifiquement, nous cherchons à savoir : (i) Quels sont les traits physiologiques qui reflètent le mieux la tolérance à la sécheresse ? (ii) Quelles sont les relations entre les traits morpho-anatomiques et les traits physiologiques de tolérance ? (iii) Quels sont les traits morpho-anatomiques en conditions optimales permettant de prédire la tolérance des espèces herbacées à la sécheresse ? (iv) Quelles formes ont les relations qui existe entre les traits morpho-anatomiques de tolérance en condition optimale et la présence des espèces en cas de sécheresse ? (v) Peut-on prédire les présences des espèces en cas de sécheresse à partir de leurs traits morpho-anatomiques?
Nos résultats montrent (1) qu’il est possible de prédire la distribution des espèces sur un gradient d’hydrologie des sols à partir de cinq traits physiologiques de tolérance à la sécheresse. Ces cinq traits sont la photosynthèse nette maximale, la conductance stomatique maximale, le potentiel hydrique du sol au point de flétrissement, la conductance stomatique au point de flétrissement et l’efficacité d’utilisation de l’eau au point de flétrissement. Nous avons montré que (ii) les traits physiologiques de tolérance à la sécheresse sont prédits par les traits morpho-anatomiques en conditions optimales (surface spécifique foliaire, teneur en matière sèche des feuilles, teneur en azote foliaire, longueur spécifique racinaire et surface stomatique). (iii) Les traits morpho-anatomiques seuls ne sont pas de bons prédicteurs de l’hydrologie des espèces et (iv) que la séquence « traits morpho-anatomiques → traits physiologiques → hydrologie des espèces » donne les meilleures prédictions. Cependant, (v) le modèle ne donne pas de prédictions fiables si l’on utilise des traits morpho-anatomiques mesurés en conditions naturelles. Ces résultats confirment, au moins partiellement, l’hypothèse que la distribution des espèces sur un gradient hydrologiques peut être prédite à partir de leurs traits de tolérance à la sécheresse eux-mêmes prédits par leurs traits morpho-anatomiques.
En résumé, nous avons utilisé une approche fonctionnelle en construisant un modèle causal prédictif qui nous a permis de nous intéresser aux mécanismes de filtrage environnementaux et plus précisément au rôle de la niche hydrologique des espèces dans l’assemblage des communautés végétales.Abstract : Species assembly (their presence/absence) in a natural community is the consequence of several filtering mechanisms made by the environment. Among these filters, the abiotic filter selects species able to tolerate local environmental conditions. Variation in water availability in the soil is one of the main environmental gradients according to which plant species are differently distributed. Considering the hypothesis that functional traits and their relationships are hierarchical, habitat preferences of species along environmental gradients should be determined by a combination of hierarchical physiological and morpho-anatomical traits. During this PhD, my overall goal is to identify morphological, anatomical and physiological drought tolerance functional traits that can predict the presence of species along a soil hydrology gradient. More specifically : (i) What are the physiological traits that best reflect drought tolerance? (ii) What are the relationships between morpho-anatomical traits and physiological traits of tolerance? (iii) What are the optimal morpho-anatomical traits for predicting tolerance of herbaceous species to drought? (iv) What forms of relationships exist between optimal morpho-anatomical traits of tolerance and the presence of species in drought condition? (v) Can the presence of species in drought condition be predicted from their morpho-anatomical features? Our results show (1) that it is possible to predict the distribution of species on a soil hydrology gradient from five physiological traits of drought tolerance. These five traits are maximum net photosynthesis, maximum stomatal conductance, water potential of the soil at the wilting point, stomatal conductance at the wilting point, and efficiency of water use at the wilting point. We have shown that (ii) the physiological traits of drought tolerance are predicted by optimal morpho-anatomical traits (leaf area, leaf dry matter content, leaf nitrogen content, root length and stomatal surface). (iii) Morpho-anatomical features alone are not good predictors of species hydrology and (iv) the sequence “morpho-anatomical traits physiological traits species hydrology” gives the best predictions. However (v) the model does not provide reliable predictions using morpho-anatomical traits measured under natural conditions. These results confirm, at least partially, the hypothesis that the distribution of species on a hydrological gradient can be predicted from their drought tolerance traits themselves predicted by their morpho-anatomical features. In summary, we used a functional approach by constructing a predictive causal model that allowed us to focus on environmental filtering mechanisms and more specifically on the role of the species hydrological niche in assembling plant communities.
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Hou, Longfeng. "Etude numérique sur le modèle de coefficient d’absorption corrélé en multi spectral." Thesis, Lyon, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAL0068.
Full textAbstract:
Le transfert radiatif dû aux gaz joue un rôle important dans les applications industrielles comme les chambres de combustion, les sciences atmosphériques, etc. Plusieurs modèles ont été proposées pour estimer les propriétés radiatives des gaz. Le plus précis est l'approche dite Raie Par Raie (RPR). Cependant, cette méthode implique un coût de calcul excessif qui la rend inappropriée pour la plupart des applications. Néanmoins, elle reste la méthode de référence que nous utiliserons pour l'évaluation d’autres modèles approchés. Le modèle de coefficient d’absorption corrélé (Ck) est généralement suffisant pour de nombreuses applications. Cette méthode est réputée précise lorsque petits gradients de température sont rencontrés au sein du gaz. Toutefois, si le milieu gazeux est soumis à d'importants gradients de température, la méthode Ck peut conduire à des erreurs qui peuvent atteindre 50% en termes de flux radiatifs par rapport à des simulations de RPR. Le but de cette thèse est de proposer une version améliorée de la méthode Ck, appelée l'approche de coefficient d’absorption corrélé en multi spectral (MSCk). La principale différence entre les modèles Ck et MSCk est que, dans l'approche Ck les intervalles spectraux sur lesquels les propriétés radiatives des gaz sont moyennées sont choisis contiguës alors que, dans l’approche MSCk, ces intervalles sont construits afin d'assurer que le coefficient d'absorption soit corrélé sur ces intervalles. Par conséquent, l'hypothèse de corrélation dans l’approche MSCk est mieux adaptée que dans l’approche Ck. La construction de ces intervalles spectraux (en utilisant la méthode de classification automatique de données fonctionnelles) est détaillée. Cette approche est évaluée par rapport à la référence RPR dans plusieurs cas test. Ces cas traitent de mélanges de gaz (H2O-N2 et H2O-CO2-N2) dans l’intervalle de température [300-3000K]. Les résultats montrent que la méthode MSCk permet d'obtenir de meilleures précisions que les méthodes Ck tout en restant acceptable en termes de coût de calculRadiative heat transfer of gas plays an important role in industrial applications such as in combustion chambers, atmospheric sciences, etc. Several models [11] have been proposed to estimate the radiative properties of gases. The most accurate one is the Line-By-Line (LBL) approach. However, this technique involves excessive computation cost which makes it inappropriate for most applications. Nevertheless, it remains the reference approach for the assessment of other approximate models. The Correlated k-distribution method (Ck) [11] was shown to be a relevant choice for many applications. This method performs usually well, when only small temperature gradients are involved [21]. However, if the gaseous medium is subject to large temperature gradients, it may lead to errors that can reach 50% in terms of radiative heat fluxes when compared to LBL simulations [21]. The aim of the present paper is to propose an enhanced version of the Ck method, called the Multi-Spectral Correlated k-distribution approach (MSCk). The main difference between Ck and MSCk models is that in the Ck approach spectral intervals over which the radiative properties of the gas are averaged are chosen contiguous whereas, in the MSCk technique, those intervals are built in order to ensure that the absorption coefficient are scaled over them [27]. Accordingly, the usual assumption of correlated spectrum used in k-distribution approaches for the treatment of non uniformities is more acceptable in the MSCk case than in the Ck one. The building of those spectral intervals (using Functional Data Clustering, [52]) is detailed and the approach is assessed against LBL reference data in several test cases. These cases involve H2O-N2 and H2O-CO2-N2 mixtures in the [300-3000K] temperature range. Results show that the MSCk method enables to achieve better accuracies than Ck methods while remaining acceptable in terms of computational cost
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Letierce, François. "Approche calculatoire pour la déconvolution en aveugle : application à l'imagerie SIMS." Thesis, Evry-Val d'Essonne, 2007. http://www.theses.fr/2007EVRY0038.
Full textAbstract:
La Spectroscopie de Masse d'Ions Secondaires (SIMS) permet d'obtenir des images de distributions d'atomes à la surface d'un échantillon. La réponse impulsionnelle (RI) de l'instrument est inconnue. La déconvolution en aveugle a pour but d'enlever le flou associé. Ce problème mal conditionné est résolu en contraignant sa solution (régularisation). Le degré optimum de régularisation dépend d'un paramètre à déterminer. Il est trouvé, ainsi que ceux de la RI, par la méthode de validation croisée généralisée. Une étape de calibrage restreint l'espace de recherche des paramètres de la RI et les calculs sont accélérés en exploitant le modèle gaussien. L'image est déconvoluée en résolvant un grand système linéaire par la méthode du gradient conjugué. Un préconditionnement exploitant la séparabilité de la RI (isotrope ou anisotrope) en accélère la convergence. On montre comment utiliser plusieurs images d'un échantillon pour avoir une résolution plus fine (super-résolution)Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS) creates images of atomic distributions on a sample's surface. The point spread function (PSF) is unknown. Blind deconvolution is used to remove the associated blur. This ill-conditionned problem is solved by constraining its solution (regularization). The optimum degree of regularization depends on a parameter to be determined. This parameter is found, as well as those of the PSF, by the generalized cross validation method. A calibration phase reduces the search space for the PSF parameters. The gaussian model used for the PSF is exploited to accelerate the computations. The image is deconvolved by solving a large linear system with the conjugate gradient method. A preconditionner making use of the PSF separability (isotropic or anisotropic) speeds up convergence
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Shi, Feifei. "Comportement des tôles métalliques à gradient de propriété sous chargement dynamique." Thesis, Cachan, Ecole normale supérieure, 2015. http://www.theses.fr/2015DENS0035/document.
Full textAbstract:
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 dommageableThis 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
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Bejjani, Nadine. "Wave propagation in multilayered plates : the Bending-Gradient model and the asymptotic expansion method." Thesis, Paris Est, 2019. http://www.theses.fr/2019PESC1025.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée à la modélisation de la propagation des ondes planes dans les plaques multicouches infinies, dans le cadre de l'élasticité linéaire. L’objet du travail est de trouver une approximation analytique ou semi-analytique des relations de dispersion des ondes lorsque le rapport de l'épaisseur de la plaque sur la longueur d'onde est petit. Ces relations de dispersion, liant la fréquence angulaire et le nombre d'onde, fournissent des informations clés sur les caractéristiques de propagation des différents modes. On propose dans cette thèse deux modélisations : le modèle du Bending-Gradient et la méthode des développements asymptotiques. La pertinence de ces méthodes est testée en comparant leurs prédictions à celles des théories de plaques bien connues, et à des résultats de référence obtenus par la méthode des éléments finis. Au préalable, dans la première partie de la thèse, une justification mathématique de la théorie du Bending-Gradient dans le cadre statique est réalisée à l’aide des méthodes variationnelles. Il s'agit d'abord d'identifier les espaces mathématiques dans lesquels les problèmes variationnels du Bending-Gradient sont bien posés. Puis, des théorèmes d'existence et d'unicité des solutions correspondantes sont ensuite formulés et prouvés. La deuxième partie est consacrée à la formulation des équations du mouvement du Bending-Gradient. Des simulations numériques sont effectuées pour plusieurs types d'empilements, permettant ainsi de tester la validité du modèle pour la modélisation de la propagation des ondes de flexion. La troisième partie est dédiée à l'analyse asymptotique des équations tridimensionnelles du mouvement, menée à bien grâce à la méthode des développements asymptotiques, le petit paramètre étant le rapport de l'épaisseur sur la longueur d'onde. En supposant que les champs tridimensionnels s'écrivent comme des séries en puissance du petit paramètre, on obtient une succession de problèmes à résoudre en cascade. La validité de cette méthode est évaluée par comparaison avec la méthode des éléments finisThis thesis is dedicated to the modelling of plane wave propagation in infinite multilayered plates, in the context of linear elasticity. The aim of this work is to find an analytical or semi-analytical approximation of the wave dispersion relations when the ratio of the thickness to the wavelength is small. The dispersion relations, linking the angular frequency and the wave number, provide key information about the propagation characteristics of the wave modes. Two methods are proposed in this thesis: the Bending-Gradient model and the asymptotic expansion method. The relevance of these methods is tested by comparing their predictions to those of well-known plate theories, and to reference results computed using the finite element method. Preliminarily, the first part of the thesis is devoted to the mathematical justification of the Bending-Gradient theory in the static framework using variational methods. The first step is to identify the mathematical spaces in which the variational problems of the Bending-Gradient are well posed. A series of existence and uniqueness theorems of the corresponding solutions are then formulated and proved. The second part is dedicated to the formulation of the equations of motion of the Bending-Gradient theory. Numerical simulations are realized for different types of layer stacks to assess the ability of this model to correctly predict the propagation of flexural waves. The third part is concerned with the asymptotic analysis of the three-dimensional equations of motion, carried out using the asymptotic expansion method, the small parameter being the ratio of the thickness to the wavelength. Assuming that the three-dimensional fields can be written as expansions in power of the small parameter, a series of problems which can be solved recursively is obtained. The validity of this method is evaluated by comparison with the finite element method
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Enakoutsa, Koffi. "Modèles non locaux en rupture ductile des métaux." Paris 6, 2007. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01492088.
Full textAbstract:
On évalue dans la première partie, l'efficacité pratique de deux solutions au problème de la concentration infinie de la déformation et de l'endommagement dans le modèle de Gurson, sous l'angle de leur capacité à affranchir les résultats numériques qu'elles prédisent vis-à-vis de la taille de maille et à reproduire de manière satisfaisante les résultats d'expériences de rupture ductile. La première solution consiste à adopter dans les équations du modèle de Gurson une équation d'évolution non locale de la porosité, sous la forme d'une intégrale de convolution. La seconde est une extension de la technique d'homogénéisation de Gurson en condition de taux de déformation homogène au bord, au cas des conditions de taux de déformation inhomogène au bord. Dans la seconde partie, on définit un modèle pour un matériau ductile poreux à deux populations de cavités, étendant celui de Perrin et al. (2000) au cas de la prise en compte de la germination continue des petites cavités de la seconde populationIn the first part, one assess the practical hability of two proposals of modolfication of the Gurson model to circumvent the problem of unlimited strain and damage localization in this model. The assessment of the model is based on two criteria, absence of mesh size effect in finish elements computations and agreement of experimental and numerical results for some typical ductile fracture tests. The first proposal consisted of adopting some nonlocal evolution equation for the porosity involving some convolution integral. The second proposal is an extension of Gurson's condition of homogeneous boundary strain rate, to the case of conditions of inhomogeneous boundary strain rate. In the second part, one define a model for porous ductile material containing two "populations" of cavities, extending that of Perrin et al. (2000) to the case where continuous nucleation of secondary small voids is taking into account
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Dos, Reis Daniel. "Évaluation électromagnétique en régime diffusif de défauts et objets 3D enfouis : du modèle d'interaction à l'inversion de données." Paris 7, 2001. http://www.theses.fr/2001PA077186.
Full text
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Cordier, Tristan. "Structure des assemblages fongiques de la phyllosphère des arbres forestiers et effet potentiel du changement climatique." Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14511/document.
Full textAbstract:
La phyllosphère est l’habitat fourni par la partie foliaire des plantes. De nombreuses espèces microbiennes - pathogènes, saprophytes ou mutualistes des plantes - peuplent cet environnement. Ce compartiment microbien influence donc la dynamique et la structure des communautés végétales. L’objectif principal de cette thèse était d’étudier les effets potentiels du changement climatique sur la structure des assemblages fongiques de la phyllosphère des arbres forestiers, et sur la niche écologique des espèces fongiques pathogènes des arbres forestiers. Nous avons pour cela utilisé deux approches, i) l’étude de gradients altitudinaux et ii) la construction de modèles de niche bioclimatique.Les assemblages fongiques de la phyllosphère des arbres forestiers étant encore peu connus, nous avons dans un premier temps décrit leur diversité et quantifié leur variabilité spatiale à l’échelle d’une parcelle forestière.Nos résultats montrent que la phyllosphère d’un arbre forestier abrite quelques centaines d’espèces fongiques, avec quelques espèces dominantes et beaucoup d’espèces rares. Les facteurs structurant ces assemblages incluent à la fois des facteurs abiotiques et biotiques : la température apparaît comme la variable climatique la plus explicative le long d’un gradient altitudinal ; à l’échelle d’une parcelle, la proximité génétique entre arbres est plus déterminante que leur distance géographique.L’analyse des modèles de niche des champignons pathogènes forestiers à l’échelle de la France met en évidence des limitations climatiques, les pluies estivales étant une variable explicative importante.Toutefois, plusieurs espèces introduites occupent déjà la plus grande part de la distribution de leur hôte,sans limitation apparente par le climat. Les effets du changement climatique sur la plupart des pathogènes s’exerceront d’abord indirectement par des effets dépressifs très importants sur l’abondance de leurs arbres-hôtes. Seuls les pathogènes adaptés au biotope méditerranéen verraient leur impact s’accroitrePhyllosphere is the habitat provided by the leaves of living plants. Many microbial species -pathogens, saprophytes or mutualists of plants - inhabit this environment. These microbes therefore influence the dynamics and structure of plant communities. The main objective was to study the potential effects of climate change on the structure of phyllosphere fungal assemblages, and on the ecological niche of pathogenic fungal species of forest trees. We used two approaches, i) the study of altitudinal gradients and ii) the construction of bioclimatic niche models. Since phyllosphere fungal assemblages of forest trees are still poorly known, we first described their diversity and quantified their spatial variability at the scale of a forest stand.Our results show that the phyllosphere of a forest tree houses hundreds of fungal species, with few dominant species and many rare species. Factors structuring these assemblages include both abiotic and biotic factors: the temperature appears as the most explanatory variable along an elevation algradient. At the scale of a forest stand, the genetic proximity between trees is more important than the geographic distance. Analysis of the bioclimatic niche models of pathogenic fungi forest at the French scale highlights some climatic limitations, and the summer rainfall is an important explanatory variable. However, many introduced species already occupy the distribution of their host, without apparent climatic limitation. The effects of climate change on most pathogens will be exercised indirectly by very important depressive effects on the abundance of their host trees. Only pathogens adapted to the Mediterranean biotope would increase their impact
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Barbagallo, Gabriele. "Modeling fibrous composite reinforcements and metamaterials : Theoretical development and engineering applications." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEI098/document.
Full textAbstract:
L’utilisation systématique d’une théorie dite de Cauchy conduit souvent à des simplifications trop fortes de la réalité. En effet, certaines caractéristiques de la microstructure sont implicitement négligées dans ces approches. Des matériaux possèdent des microstructures à une échelle assez grande (micron, millimètre, centimètre), dont l’effet se répercute sur le comportement macroscopique. Le modèle de Cauchy est insuffisant pour décrire leur comportement global spécifique, lié par exemple à la concentration d’efforts ou de déformations, ou à des modes de déformations caractérisés par de forts gradients locaux induisant des comportements liés à ce qui se passe à des échelles plus petites. Un des domaines d’application les plus prometteurs des théories de milieux continus enrichis concerne les renforts tissés de composites. Cette classe de matériaux est constituée par le tissage de mèche, dont les rigidités sont très différentes en traction et en cisaillement : les mèches sont très raides en traction mais l’angle entre deux mèches peut varier très facilement. Ce contraste très marqué des propriétés mécaniques de la mesostructure du matériau permet de décrire ses propriétés homogénéisées dans le cadre d’une théorie de deuxième gradient. La manifestation macroscopique de la mesostructure peut en effet jouer un rôle majeur lors de la mise en forme des renforts de composites. Les modèles de Cauchy ne sont pas adaptés à la description de la réponse dynamique de certains matériaux microstructurés montrant des comportements dispersifs ou des band-gaps. Les théories de milieux continus enrichis sont de bonnes candidates pour modéliser les effets de la présence d’une microstructure. Elles peuvent également posséder des propriétés très particulières vis à vis de la propagation d’ondes, ce qui confère aux structures résultantes des solutions de choix comme écran ou absorbeur d’ondes qui peuvent innovantes dans le domaine du contrôle des vibrations ou dans le domaine de la furtivitéThe systematic use of a so-called Cauchy theory sometimes leads to an oversimplification of reality. Indeed, certain characteristics of the microstructure are implicitly neglected in these approaches. However, even if all the materials are heterogeneous on a sufficiently small scale and therefore possess a microstructure, this does not necessarily induce a specific behavior on a macroscopic scale. In this case, the Cauchy theory would be perfectly adapted to their description. On the other hand, other materials possess microstructures on a large-enough scale (micron, millimeter, centimeter), whose effects have repercussions on macroscopic behavior. The Cauchy model is then insufficient to describe their specific global behavior related to what occurs at smaller scales, e.g. concentration of forces or deformations, or strong local gradients. One of the most promising fields of application of enriched continuous theories concerns the study of the mechanical behavior of woven composite reinforcements. This class of materials, made up by weaving yarns (made up themselves of many thinner fibers), possess very different rigidities in tension and in shear: the yarns are very stiff in tension but the angle between two yarns can vary very easily. This very marked contrast of material mechanical properties makes it necessary to describe its homogenized properties within the framework of a second gradient theory (or a constrained micromorphic one). Cauchy models are also not well-suited for the description of the dynamic response of certain microstructured materials showing dispersive behaviors or band-gaps. Enriched continuous theories (and in particular the relaxed micromorphic model) can be good candidates for modeling these materials in a more precise and realistic way, since they can include the macroscopic manifestation of their microstructure. These microstructured materials may have original properties, to improve and optimize the responses of the structures that use them. Indeed, these structures are designed using such microstructured materials - also known as metamaterials - to exhibit improved strengths, shaping facilities, minimized weights, and much more. They can also possess innovative properties in the field of vibration control or in the field of stealth technology
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Baudoin, Pierre. "Caractérisation et identification de propriétés de matériaux métalliques à gradients de microstructure." Thesis, Lille 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LIL10015/document.
Full textAbstract:
L'objectif de ces travaux de thèse est de proposer une démarche de caractérisation et de simulation de matériaux métalliques à gradients de microstructure. Ces résultats doivent permettre de modéliser l'impact du procédé de forgeage sur la tenue en fatigue à grand nombre de cycles d'essieux ferroviaires, produits dans le cadre du projet Innovaxle par la société Valdunes. Des essais de caractérisation réalisés sur un essieu forgé mettent en évidence un gradient de taille de grain entre le cœur et la surface de la pièce. Ce gradient est reproduit à une échelle plus fine sur des éprouvettes recristallisées en fer ARMCO, dont la caractérisation révèle un comportement élasto-plastique fortement hétérogène. Ce comportement est caractérisé à l'aide de la méthode F.E.M.U. (Finite Element Model Updating), qui appuie une hypothèse de modélisation basée sur l'application de la loi Hall-Petch à l'échelle mésoscopique. Cette modélisation sert de base à des simulations en fatigue décrivant la réponse à des sollicitations non-uniformes d'agrégats polycristallins à gradient de microstructure. L'intérêt de microstructures conçues en prévision de chargements spécifiques est mise en avant par ces simulations. Les calculs éléments finis présentés dans ces travaux sont réalisés avec le logiciel Code Aster, et le logiciel libre YADICS est utilisé pour la corrélation d'images numériquesThe main objective of this thesis is to design a consistent methodology for the characterization and simulation of functionally graded metals. This approach should allow the assessment of the high cycle fatigue response of forged railway axles produced by Valdunes, in the context of the Innovaxle project. The tests conducted on the forged material reveal a very heterogeneous microstructure, whose grain size varies in the width of the axle. A procedure based on recrystallisation is designed to reproduce this grain size gradient on a smaller scale, on a reference material (ARMCO iron). The characterization of the obtained graded microstructure shows heterogeneities in the local elasto-plastic response of the specimen. This behaviour is tentatively described by a heterogeneously distributed elasto-plastic law over the microstructure, the local yield strength being obtained from the local grain size through a Hall-Petch formulation. This model is used to simulate the response of graded microstructures under heterogeneous loadings in the high cycle fatigue regime. The interests of functionally graded materials are outlined by these simulations. The finite element simulations run in this work make use of the Code Aster software, and the digital image correlation program YADICS is used for image registration purposes
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Tissot, Romain. "Utilisation de l'IA pour l'analyse d'un robot parallèle à câbles destiné à l'assistance aux personnes fragiles." Electronic Thesis or Diss., Université Côte d'Azur, 2024. http://www.theses.fr/2024COAZ4050.
Full textAbstract:
Les robots parallèles à câbles (CDPR) se présentent comme une nouvelle classe de robots parallèles. Ces robots utilisent des câbles enroulés pour leurs jambes plutôt que les chaînes d'éléments rigides comme les robots parallèles classiques. Cette technologie est dépendante des câbles, donc sujette à l'unilatéralité des efforts exercés par les câbles sur la plate-forme, à l'élasticité des câbles, et à leur affaissement dû à leur masse propre. Dans un premier temps, nous présentons la modélisation de ce type de robot, en particulier avec le comportement des câbles dits d'Irvine, pour son caractère plus réaliste par rapport à d'autres modélisations. Dans un second temps, nous traitons de l'utilisation des réseaux de neurones (NN) pour la résolution du modèle géométrique direct (MGD), et ceci tout en ayant présenté les performances des autres moyens de résolution auparavant pour comparaison. Si les NN présentent des qualités intéressantes pour la résolution de problèmes dans de nombreux domaines, ils nécessiteront néanmoins d'être grandement adaptés au problème du MGD en commençant par pouvoir déterminer plusieurs solutions exactes tout en minimisant leur temps de calcul. Enfin, nous aborderons le problème de la calibration des modules de Young E des matériaux des câbles, qui a pour objectif d'identifier l'élasticité de chaque câble à partir de mesures réalisées sur le CDPR. La calibration vise à répondre à un besoin crucial de sécurité dans le cadre de l'assistance à la mobilité pour personnes fragiles et peut être utilisée pour la maintenance et l'amélioration des performances. Nous montrons en simulation la faisabilité d'une telle calibration en utilisant deux méthodes : la descente de gradient et l'utilisation des NN tout en montrant leurs limites en l'étatCable-driven parallel robots (CDPR) represent a new class of parallel robots. These robots use wound cables for their legs instead of the rigid link chains used in traditional parallel robots. This technology is cable-dependent and therefore subject to the unilateral forces exerted by the cables on the platform, the cables' elasticity, and sagging due to their own weight. Initially, we present the modeling of this type of robot, particularly focusing on the behavior of so-called Irvine cables, as this offers a more realistic approach compared to other models. Next, we address the use of neural networks (NN) for solving the direct kinametic model (DK), after having previously presented the performance of other solving methods for comparison. NNs exhibit interesting qualities for problem-solving in various fields; however, they will need to be significantly adapted to the DK problem, starting with the ability to determine multiple exact solutions while minimizing computation time, which is a critical challenge in this context. Finally, we will address the problem of calibrating the Young's modulus E of the cable materials, with the goal of identifying the elasticity of each cable based on measurements taken from the CDPR. The calibration aims to meet a crucial safety need in the context of mobility assistance for vulnerable individuals and can be used for maintenance and performance improvement. We demonstrate the feasibility of such calibration through simulation, using two methods: gradient descent and the use of NNs, while also highlighting their current limitations. These limitations indicate that further research and development are necessary to refine these methods for practical use, especially in real-world applications where accuracy and speed are of paramount importance
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Abdallah, Youssouf. "Compaction banding in high-porosity limestones : Experimental observations and modelling." Thesis, Paris Est, 2019. http://www.theses.fr/2019PESC1024.
Full textAbstract:
La déformation des roches sédimentaires peut donner lieu à la formation de bandes de compaction, qui peuvent affecter considérablement le rendement des géosystèmes. L'objectif de cette thèse est d'identifier la formation des bandes de compaction dans les roches carbonatées poreuses à travers des essais de compression triaxiale et de proposer un modèle de comportement basé sur la théorie de plasticité du second-gradient pour prendre en compte l'effet des hétérogénéités locales.Les essais de compression axisymétrique sont combinés avec des observations tomographiques aux rayons X. Les échantillons sont scannés avant et après différents paliers de chargement et sous différents niveaux de pression de confinement. La construction de cartes de déformation 3D en utilisant la technique de corrélation d'images permet d'identifier les zones de localisation de déformation. Une méthode simple basée sur des considérations cinématiques est proposée pour identifier le type de bande de localisation obtenue. Des bandes de compaction sont identifiées sous forts confinements, des bandes de cisaillement pur sont obtenues à des faibles confinements, tandis que des bandes de cisaillement compactant sont observées dans le régime de transition. En revanche, une compaction diffuse a lieu sous chargement isotrope. D'autre part, des cartes de porosité 3D à une certaine méso-échelle intermédiaire sont construites et superposées sur les cartes de déformation. Il est observé que l'hétérogénéité de la porosité contrôle la structure des bandes de compaction qui s'étendent à l'intérieur des zones les plus poreuses et contournent les zones les plus denses. Il est également observé que l'écrasement des grains est le mécanisme dominant à l'échelle microscopique qui accompagne le mode de déformation. Des particules très fines remplissent ainsi les pores et induisent une réduction de la porosité. Dans les zones assez denses, les grands pores protégés par une structure quasi-rigide de grains cimentés restent intacts. Quand la composante de cisaillement est présente dans la bande de localisation, l'hétérogénéité de la porosité contrôle le comportement volumique. Le long d'une bande de cisaillement pur/compactant, des fissures apparaissent dans les zones denses, tandis que des phénomènes d'écrasement de grains et de remplissage des pores sont observés dans les endroits les plus poreux. Ces mécanismes sont responsables d'une coexistence complexe de compaction et de dilatation locales.Les modèles de comportement élasto-plastiques standards pour les milieux homogènes ne permettent pas de modéliser précisément la formation des bandes de compaction, car ils prévoient des bandes de localisation de déformation d'épaisseur nulle. Pour régulariser ce problème, des milieux continus d'ordres supérieurs (micromorphes) peuvent être considérés, où des longueurs internes en relation avec la microstructure sont introduites dans les lois de comportement. Une problématique particulière de ces modèles est la détermination des paramètres d'ordres supérieurs. Dans le cadre de la théorie de plasticité du second-gradient, la surface de charge dépend d'une variable interne d'écrouissage et de son second gradient. L'effondrement plastique de la porosité est considéré ici comme la variable interne. Une procédure de calage des paramètres d'ordres supérieurs supplémentaires basée sur les données mécaniques macroscopiques et les données fournies par les images obtenues par microtomographie aux rayons X est proposée. Une analyse de stabilité linéaire en conditions axisymétriques triaxiales est appliquée pour prévoir la formation des bandes de compaction. Le modèle de comportement est ensuite implémenté dans un logiciel aux éléments finis, Numerical Geolab, afin de réaliser une simulation numérique des essais. Les résultats numériques sont finalement comparés aux observations expérimentalesThe mechanical deformation of sedimentary rocks can give rise to the formation of compaction bands which can significantly affect the performance of geosystems. The objective of this thesis is to identify the formation of compaction bands in porous carbonate rocks in laboratory experiments and to propose a constitutive model based on second-gradient plasticity theory to account for the effect of local heterogeneity.Axisymmetric compression tests are combined with X-Ray Computed Tomography observations. Samples are imaged before and after several loading steps and at different confining pressure levels. Digital Volume Correlation technique is applied on consecutive images to build 3D deformation maps at a millimetric gauge length, which permit to identify strain localization zones. A simple method based on kinematic considerations is proposed to classify these zones. Compaction bands have been identified at high confining pressures, pure shear bands are obtained for low confinements whereas compactive shear bands are observed in the transitional regime. In contrast, a diffuse compaction occurs in hydrostatic loading conditions. 3D porosity maps are constructed at some intermediate meso-scale and superimposed on deformation maps. The heterogeneity of porosity is found to control the pattern of compaction bands, as they lay inside high-porosity zones and avoid denser zones. Grain crushing is identified as the main micromechanism of the deformation. Very fine particles fill the pores and induce a porosity reduction. Large pores are observed to remain intact in denser zones, as they are protected by a surrounding rigid lattice of cemented grains. When shear strain is identified in deformation bands, porosity heterogeneity is found to control the volumetric behavior. Along a compactive/pure shear band, some cracks are observed in denser zones, whereas grain crushing and pore filling are observed in the more porous zones. These mechanisms are responsible for a complex co-existence of local contractancy and dilatancy along shear bands.Standard constitutive elastic-plastic laws of homogeneous media are insufficient to model correctly compaction banding, as a zero-thickness band is obtained for rate-independent materials in a Cauchy continuum. To regularize this problem, higher-order continua (micromorphic media) can be considered, where internal lengths in relation with the microstructure are introduced in the constitutive relations. A particular issue of these models is to calibrate the higher-order parameters. In the framework of second-gradient plasticity theory, the yield surface depends on a hardening parameter, related to the plastic strain and its second gradient. The plastic porosity reduction is taken here as the hardening parameter. A calibration procedure of the additional higher-order parameters based on macroscopic mechanical data and the data provided by the X-Ray images is proposed. Once the model is calibrated, a linear stability analysis in axisymmetric triaxial loading is applied to predict the formation of compaction bands. The calibrated model is subsequently implemented in a finite element code, textit{Numerical Geolab}, to perform numerical simulations of the experiments. Numerical results are finally compared to the experimental observations
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Samé, Allou Badara. "Modèles de mélange et classification de données acoustiques en temps réel." Compiègne, 2004. http://www.theses.fr/2004COMP1540.
Full textAbstract:
Cette thèse, menée en collaboration avec le Centre Technique des Industries Mécaniques (CETIM), s'inscrit dans le cadre de la classification automatique pour le contrôle en temps réel par émission acoustique des équipements sous pression (citernes GPL. . . ). Le travail effectué vise à améliorer un logiciel temps réel (LOTERE) d'aide à la décision dans le contrôle des équipements sous pression, jugé lent quand le nombre des émissions acoustiques à traiter devient très grand. Deux approches classificatoires basées sur le modèle de mélange de lois, capables de prendre en compte les contraintes de temps d'exécution, ont été développées. La première approche consiste à classifier les 'bins' résultant de la conversion des données initiales en un histogramme et la seconde consiste à classifier les données de façon séquentielle par mise à jour récurrente de la classification. Une étude expérimentale sur des données simulées et des données réelles a permis de mettre en évidence l'efficacité des approches proposéesThe motivation for this Phd Thesis was a real-time flaw diagnosis application for pressurized containers using acoustic emissions. It has been carried out in collaboration with the Centre Technique des Industries Mécaniques (CETIM). The aim was to improve LOTERE, a real-time computer-aided-decision software, which has been found to be too slow when the number of acoustic emissions becomes large. Two mixture model-based clustering approaches, taking into account time constraints, have been proposed. The first one consists in clustering 'bins' resulting from the conversion of original observations into an histogram. The second one is an on-line approach updating recursively the classification. An experimental study using both simulated and real data has shown that the proposed methods are very efficient
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Lemaire, Simon. "Discrétisations non-conformes d'un modèle poromécanique sur maillages généraux." Phd thesis, Université Paris-Est, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00957292.
Full textAbstract:
Cette thèse s'intéresse à la conception de méthodes de discrétisation non-conforme pour un modèle de poromécanique. Le but de ce travail est de simplifier les couplages liant la géomécanique d'un milieu poreux à l'écoulement polyphasique compositionnel ayant cours en son sein tels qu'ils sont réalisés actuellement dans l'industrie pétrolière, en discrétisant sur un même maillage, typiquement non-conforme car à l'image de la lithologie, la mécanique et l'écoulement. La nouveauté consiste donc à traiter la mécanique par une méthode d'approximation non-conforme sur maillages généraux. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur un modèle d'élasticité linéaire. Les difficultés inhérentes à son approximation non-conforme sont son manque de coercivité (se traduisant par la nécessité de satisfaire une inégalité de Korn sur un espace discret discontinu), ainsi que le phénomène de verrouillage numérique lorsque le matériau tend à devenir incompressible. Dans une première partie, nous construisons un espace d'approximation sur maillages généraux, s'apparentant à une extension de l'espace de Crouzeix-Raviart. Nous explicitons ses propriétés d'approximation et de conformité, et montrons que ce dernier est adapté à une discrétisation primale coercive et robuste au locking du modèle d'élasticité sur maillages généraux. La méthode proposée est moins coûteuse que son équivalent éléments finis (en termes de propriétés) P2. Nous nous intéressons dans une deuxième partie à l'approximation non-conforme d'un modèle couplé de poroélasticité. Nous étudions la convergence d'une famille de schémas numériques dont la discrétisation en espace utilise le formalisme des schémas Gradient, auquel appartient la méthode développée pour la mécanique. Nous prouvons la convergence de telles approximations vers la solution de régularité minimale du problème continu, indépendamment des paramètres physiques du système
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Bertheloot, Jessica. "Distribution de l'azote chez le blé (Triticum aesticum L.) après la floraison:un modèle dynamique fondé sur une approche structure-fonction." Phd thesis, AgroParisTech, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00005134.
Full textAbstract:
L'azote est une ressource importante pour la croissance des plantes, et pour les pathogènes des cultures. L'objectif de cette thèse est de proposer une modélisation mécaniste des dynamiques d'azote dans une plante de blé en post-floraison. Pour cela, une approche structure-fonction a été mise en oeuvre. Des expérimentations ont permis de caractériser les dynamiques spatio-temporelles d'azote dans la tige feuillée. La masse d'azote surfacique des limbes et des gaines diminuait avec la distance depuis le sommet du couvert, mais elle était homogène le long d'un limbe ou d'une gaine. Les dynamiques temporelles étaient identiques pour les gaines et les limbes suggérant que ces deux entités répondent de la même manière à la lumière interceptée et à l'état azoté de la plante. De plus, les dynamiques étaient synchrones pour tous les phytomères et identiques à un facteur d'échelle près. En période d'absence d'absorption d'azote racinaire, ces dynamiques suivaient une cinétique d'ordre un. Ces résultats ont permis de développer un modèle structure-fonction des dynamiques d'azote au sein de la structure botanique d'une tige feuillée. Les principales hypothèses de ce modèle sont: (i) la teneur en azote d'un limbe est déterminée par le turnover des protéines de l'appareil photosynthétique; (ii) les différentes entités de la tige feuillée partagent un pool commun d'azote mobile. Ce modèle a été validé sur une gamme contrastée de conditions environnementales avec un jeu unique de six paramètres. Les relations azote-éclairement sont une propriété émergente des processus décrits à l'échelle locale. Ce travail ouvre des perspectives pour simuler la régulation des dynamiques d'azote dans des modèles individus-centrés de peuplements végétaux.
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Baldi, Guillaume. "Contributions à la modélisation procédurale de structures cellulaires stochastoques 2D et à leur génération par l'exemple." Electronic Thesis or Diss., Strasbourg, 2024. http://www.theses.fr/2024STRAD001.
Full textAbstract:
La création de matériaux et de textures procéduraux demande une grande expertise et constitue un travail long, fastidieux et coûteux, c’est pourquoi on cherche à développer des outils permettant leur génération automatique à partir d’exemples en entrée fournis sous la forme d’images : on parle de modélisation procédurale inverse.Dans cette thèse, nous proposons un modèle procédural appelé Cellular Point Process Texture Basis Function (C-PPTBF) permettant de représenter des structures cellulaires stochastiques 2D, impliquant des fonctions différentiables par rapport à la plupart de leurs paramètres, ce qui rend possible l’estimation de ces paramètres à partir d’exemples sans recourir entièrement à des réseaux de neurones profonds. Nous avons mis en place une chaîne de traitement permettant d’estimer les paramètres de notre modèle à partir d’exemples de structures fournis sous la forme d’images binaires, combinant une estimation réalisée à l’aide d’un réseau de neurones convolutif entraîné sur des images produites avec notre modèle de C-PPTBF et une phase d’estimation par descente de gradient directement sur les paramètres du modèle procéduralThe creation of procedural materials and textures requires considerable expertise, and is time-consuming, tedious and costly. We are therefore looking to develop tools for the automatic generation of procedural textures and materials from input exemplars provided in the form of images: This is known as inverse procedural modeling.In this thesis, we propose a procedural model called Cellular Point Process Texture Basis Function (C-PPTBF) for representing 2D stochastic cellular structures, involving functions that are differentiable with respect to most of their parameters, making it possible to estimate these parameters from examples without resorting entirely to deep neural networks. We have set up a processing pipeline to estimate the parameters of our model from structural examples provided in the form of binary images, combining an estimation performed using a convolutional neural network trained on images produced with our C-PPTBF model and an estimation phase using gradient descent directly on the parameters of the procedural model
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Mancio, Reis Felipe Miguel. "Dynamique d'une goutte sur une surface à mouillabilité hétérogène : application à l'intensification des transferts de chaleur avec changement d'état." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30062/document.
Full textAbstract:
La présente étude porte sur l'utilisation des forces de tension de surface créées par une mouillabilité hétérogène afin de faciliter l'évacuation des gouttes. La mouillabilité hétérogène de la surface solide permet le déséquilibre mécanique au niveau de la ligne triple des embryons de gouttes se formant à la paroi, entraînant ainsi leur déplacement. Théoriquement, l'hystérésis d'angle de contact a été négligée dans la plupart des études mettant en œuvre des gradients de mouillabilité, mais identifié comme ayant un rôle important sur le mouvement. Nous avons développé par conséquent un modèle dynamique qui prend en compte explicitement l'hystérésis d'angle de contact et une comparaison avec des données expérimentales de la littérature a été effectuée. Le transfert de masse a été par la suite ajouté à ce même modèle pour comprendre l'effet d'un gradient de mouillabilité sur les transferts de chaleur en régime de condensation en gouttes. L'analyse quantitative des résultats théoriques montre que l'hystérésis réduit fortement les vitesses de déplacement de la gouttelette. De plus, il a été montré que les transferts sont nettement plus intenses dans la phase de croissance que pendant la phase dynamique. L'intérêt consiste donc à réduire au maximum la taille de la goutte évacuée afin de permettre à la fois une densité et fréquence élevée de nucléation. Parallèlement à cette approche théorique, un dispositif expérimental a été développé pour étudier la condensation de la vapeur d'eau sur une surface avec gradient de mouillabilité. Les résultats expérimentaux ont mis en évidence la faculté du gradient de mouillabilité à maintenir un régime de condensation en gouttes plutôt qu'un régime en film. L'occurrence de la nucléation et du grossissement de gouttes de petites dimensions, phase durant laquelle les transferts de chaleur sont importants, est largement favorisée par une évacuation rapide des gouttesThe present work deals with the use of surface tension forces induced by heterogeneous wettability to solve this problem. It is considered that heterogeneous wettability of a solid surface enables the mechanical non-equilibrium of the drop embryos forming at the wall. Theoretically, contact angle hysteresis has been neglected in most of the studies about wettability gradients but recently found to be a major phenomenon deserving attention. Therefore, we developed a dynamic model that explicitly takes into account the contact angle hysteresis. Results of this model were compared with experimental data found in the literature. Subsequently mass transfer was added to this same model in order to understand the effect of a wettability gradient on heat transfer during dropwise condensation process. Quantitative analysis of the results showed that the theoretical hysteresis greatly reduced the droplet velocity. In addition, the model identified the importance of spatial heterogeneities of contact angle hysteresis on the dynamic behavior of the drop. Finally the heat transfers during the growth phase proved to be much more intense than during the dynamic phase. The interest is therefore to minimize the size of the droplet removed to enable both high density and nucleation frequency. The theoretical results analysis showed that such surface energy gradient enhances the transfers. Simultaneously with this theoretical approach, an experimental setup has been developed to study the effects of wettability surfaces when water vapor condensation occurs. Experimental results revealed the ability of wettability gradient to maintain a dropwise condensation regime rather than a filmwise regime. The occurrence of nucleation and growth of small droplets, that involve important heat transfer rate, is widely promoted by the fast droplet removal
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Portier, François. "Réduction de la dimension en régression." Phd thesis, Université Rennes 1, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00871049.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous étudions le problème de réduction de la dimension dans le cadre du modèle de régression suivant Y=g(B X,e), où X est un vecteur de dimension p, Y appartient à R, la fonction g est inconnue et le bruit e est indépendant de X. Nous nous intéressons à l'estimation de la matrice B, de taille dxp où d est plus petit que p, (dont la connaissance permet d'obtenir de bonnes vitesses de convergence pour l'estimation de g). Ce problème est traité en utilisant deux approches distinctes. La première, appelée régression inverse nécessite la condition de linéarité sur X. La seconde, appelée semi-paramétrique ne requiert pas une telle condition mais seulement que X possède une densité lisse. Dans le cadre de la régression inverse, nous étudions deux familles de méthodes respectivement basées sur E[X f(Y)] et E[XX^T f(Y)]. Pour chacune de ces familles, nous obtenons les conditions sur f permettant une estimation exhaustive de B, aussi nous calculons la fonction f optimale par minimisation de la variance asymptotique. Dans le cadre de l'approche semi-paramétrique, nous proposons une méthode permettant l'estimation du gradient de la fonction de régression. Sous des hypothèses semi-paramétriques classiques, nous montrons la normalité asymptotique de notre estimateur et l'exhaustivité de l'estimation de B. Quel que soit l'approche considérée, une question fondamentale est soulevée : comment choisir la dimension de B ? Pour cela, nous proposons une méthode d'estimation du rang d'une matrice par test d'hypothèse bootstrap.
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Assadi-Haghi, Atousa. "Contribution au développement de méthodes d'optimisation structurelle pour la conception assistée par ordinateur de composants et de circuits hyperfréquences." Limoges, 2007. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/1a189347-19d7-4422-99d6-9019a30e6b99/blobholder:0/2007LIMO4050.pdf.
Full textAbstract:
Les travaux de thèse présentés dans ce mémoire concernent l'étude de méthodes d'optimisation structurelle pour la conception assistée par ordinateur de dispositifs microondes. Dans la première partie, une approche d'optimisation géométrique est développée et appliquée à la conception d'un circuit package. Cette approche est basée sur la réduction du modèle électromagnétique par segmentation et paramétrisation géométrique. Le modèle réduit est optimisé par une méthode de gradient en minimisant une fonction de coût dédiée à l'identification des modes de boîtier. Dans la seconde partie, une approche d'optimisation topologique, basée sur l'évaluation d'un gradient topologique, est appliquée à l'optimisation de la distribution de métal à la surface d'un composant micro-ruban. Pour résoudre les problèmes d'optimum locaux, cette méthode est couplée avec un algorithme génétique qui permet d'explorer plus largement le domaine d'optimisation pour améliorer la convergenceThe thesis manuscript reports on the study of structural optimization methods for computer aided design of microwave devices. In the first part, a geometrical optimization approach is developed and applied to the design of a packaged circuit. The approach is based on model order reduction using segmentation and geometrical parameterization of the electromagnetic model. The reduced model is optimized through a gradient method, minimizing a cost function dedicated to identification of parasitic modes in the package. In the second part, a topological optimization approach, based on topology gradient evaluation, is applied for optimizing metal distribution upon the surface of a microstrip component. For solving local optimum problems, the method is hybridized with a genetic algorithm for exploring more largely the optimization domain, improving the convergence by this way
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Halimi, Abdelghafour. "Modélisation et traitement statistique d'images de microscopie confocale : application en dermatologie." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2017. http://oatao.univ-toulouse.fr/19515/1/HALIMI_Abdleghafour.pdf.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous développons des modèles et des méthodes statistiques pour le traitement d’images de microscopie confocale de la peau dans le but de détecter une maladie de la peau appelée lentigo. Une première contribution consiste à proposer un modèle statistique paramétrique pour représenter la texture dans le domaine des ondelettes. Plus précisément, il s’agit d’une distribution gaussienne généralisée dont on montre que le paramètre d’échelle est caractéristique des tissus sousjacents. La modélisation des données dans le domaine de l’image est un autre sujet traité dans cette thèse. A cette fin, une distribution gamma généralisée est proposée. Notre deuxième contribution consiste alors à développer un estimateur efficace des paramètres de cette loi à l’aide d’une descente de gradient naturel. Finalement, un modèle d’observation de bruit multiplicatif est établi pour expliquer la distribution gamma généralisée des données. Des méthodes d’inférence bayésienne paramétrique sont ensuite développées avec ce modèle pour permettre la classification d’images saines et présentant un lentigo. Les algorithmes développés sont appliqués à des images réelles obtenues d’une étude clinique dermatologique.
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Crabbé, Blandine. "Gradient damage models in large deformation." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLX085/document.
Full textAbstract:
Les modèles d'endommagement à gradient, aussi dénommés modèles à champs de phases, sont désormais largement utilisés pour modéliser la rupture fragile et ductile, depuis l'initiation de l'endommagement jusqu'à la propagation d'une fissure. Cependant, la majorité des études disponibles dans la littérature ne concerne que le cadre des petites déformations, et très peu d'études poussées ont été menées afin d'étudier leur pertinence dans un contexte de grandes déformations. Ce serait pourtant d'un intérêt primordial, notamment pour l'industrie pneumatique, qui deviendrait alors capable de prédire plus précisément l'initiation de l'endommagement dans ses structures.Dans la première partie de ce travail, nous établissons des solutions analytiques d'évolution de l'endommagement (homogène et localisée) pour des matériaux visqueux, en petites et en grandes déformations. En petites déformations, les modèles rhéologiques de Maxwell et Poynting-Thomson sont étudiés, et en grandes déformations, les modèles de Maxwell et Zener sont choisis. Une étude sur l'évolution de l'endommagement dans un cas purement hyperélastique est aussi menée.A cette première partie analytique succède une partie numérique, qui détaille l'implémentation des modèles d'endommagement à gradient dans des codes éléments finis en grandes déformations. De même qu'en petites déformations, une stratégie de minimisation alternée est adoptée pour résoudre successivement les problèmes d'endommagement et de déplacement. Le matériau suit une loi de Mooney-Rivlin quasi-incompressible, et une méthode mixte en déplacement-pression est utilisée. Des tests en 2D et 3D sont effectués, qui mettent en évidence la capacité des modèles à initier de l'endommagement en grandes déformations.Les modèles d'endommagement utilisés pour la seconde partie ne sont cependant capables d'initier de l'endommagement que dans les zones où la déformation est importante, c'est-à-dire dans les zones de forte contrainte déviatorique. Il a toutefois été montré que certains matériaux polymères, quasi-incompressibles, s'endommagent dans les zones de forte pression hydrostatique. Par conséquent, la recherche et l'étude d'un modèle d'endommagement capable d'initier de l'endommagement dans les zones de forte pression, pour des matériaux quasi-incompressibles lorsqu'ils sont sains, fait l'objet d'une troisième partie.Enfin, la croissance brusque de cavités dans un matériau hyperélastique, appelée phénomène de cavitation, est étudiée, ainsi que son interaction avec l'endommagement. Dans un premier temps, nous considérons la cavitation comme une simple bifurcation hyperélastique d'un matériau néo-hookéen compressible isotrope, et déterminons l'expression analytique de l'élongation critique pour laquelle la cavitation fait son apparition. Dans un second temps, nous montrons qu'il y a une compétition entre la cavitation et l'endommagement, et qu'en fonction de la valeur du ratio des élongations critiques respectives pour chaque phénomène, deux types de rupture apparaissentGradient damage models, also known as phase-field models, are now widely used to model brittle and ductile fracture, from the onset of damage to the propagation of a crack in various materials. Yet, they have been mainly studied in the framework of small deformation, and very few studies aims at proving their relevance in a finite deformation framework. This would be more helpful for the tyre industry that deals with very large deformation problems, and has to gain insight into the prediction of the initiation of damage in its structures.The first part of this work places emphasis on finding analytical solutions to unidimensional problems of damaging viscous materials in small and large deformation.In all the cases, the evolution of damage is studied, both in the homogeneous and localised cases. Having such solutions gives a suitable basis to implement these models and validate the numerical results.A numerical part naturally follows the first one, that details the specificities of the numerical implementation of these non local models in large deformation. In order to solve the displacement and damage problems, the strategy of alternate minimisation (or staggered algorithm) is used. When solved on the reference configuration, the damage problem is the same as in small deformation, and consists in a bound constraint minimisation. The displacement problem is non linear, and a mixed finite element method is used to solve a displacement-pressure problem. A quasi-incompressible Mooney-Rivlin law is used to model the behaviour of the hyperelastic material. Various tests in 2D and 3D are performed to show that gradient damage models are perfectly able to initiate damage in sound, quasi-incompressible structures, in large deformation.In the simulations depicted above, it should be noted that the damage laws combined to the hyperelastic potential results in an initiation of damage that takes place in zones of high deformation, or in other words, in zones of high deviatoric stress. However, in some polymer materials, that are known to be quasi-incompressible, it has been shown that the initiation of damage can take place in zones of high hydrostatic pressure. This is why an important aspect of the work consists in establishing a damage law such that the material be incompressible when there is no damage, and the pressure play a role in the damage criterion. Such a model is exposed in the third part.Finally, the last part focuses on the cavitation phenomenon, that can be understood as the sudden growth of a cavity. We first study it as a purely hyperelastic bifurcation, in order to get the analytical value of the critical elongation for which cavitation occurs, in the case of a compressible isotropic neo-hookean material submitted to a radial displacement. We show that there is a competition between the cavitation phenomenon and the damage, and that depending on the ratio of the critical elongation for damage and the critical elongation for cavitation, different rupture patterns can appear
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Pham, Kim. "Construction et analyse de modèles d'endommagement à gradient." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00559405.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est d'étudier les matériaux adoucissants à l'aide de modèles d'endommagement à gradient. On construit dans un premier temps le modèle local sous-jacent en montrant sa forme nécessairement standard, ce qui fournit automatiquement un cadre variationnel à l'écriture du problème d'évolution quasi-statique. Celui-ci est constitué des trois principes physiques d'irréversibilité, de stabilité et de bilan d'énergie. Cependant, la modélisation des matériaux adoucissants requiert un enrichissement du modèle local. La régularisation se fait par l'introduction de termes `a gradient d'endommagement dans le travail de déformation. Les mérites de l'approche variationnelles ainsi que les apports de la régularisation sont mis en évidence via l'étude des états homogènes. Dans une deuxième partie, on mène une étude de bifurcations et de stabilité d'une barre adoucissante en traction simple. On construit explicitement des états localisés bifurquant depuis la branche fondamentale homogène. On peut alors mettre en lumière différents phénomènes tels que la localisation conduisant `a la ruine de la structure ou les snap-back dans la réponse globale. Cette étude permet aussi mieux de comprendre le phénomène de localisation en termes de critères de sélection tels que ceux de non-bifurcation ou de stabilité. Par ailleurs, on illustre sur cet exemple l'utilisation du principe de conservation d'énergie pour gérer dans le cadre quasi-statique les évolutions non-régulières en temps. Finalement on propose dans une dernière partie des méthodes pour l'identification des paramètres du modèle dans le cas du béton. Par une analogie avec la mécanique de la rupture, on identifie tout d'abord la longueur interne au modèle `a l'aide de la densité d'énergie de surface du matériau. Les lois de rigidité et de dissipation sont quant à elles identifiées par le biais des états homogènes en se servant des diagrammes contrainte-déformation et de stabilité de la réponse homogène. On reprend alors l'essai PIED qui vise à stabiliser ces états dans un essai de traction simple en l'analysant dans le détail et en soulignant par une étude théorique et numérique l'utilité et le potentiel de cet essai.
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Joussemet, Magali. "Sur la construction de modèles d'endommagement avec gradient." Poitiers, 1997. http://www.theses.fr/1997POIT2303.
Full textAbstract:
Lorsqu'ils sont soumis a des chargements tres importants, certains materiaux presentent un comportement adoucissant resultant de la deterioration de leurs proprietes mecaniques. Afin de modeliser de tels comportements, on utilise des lois qui se caracterisent par une taille du domaine de reversibilite qui diminue. Ces modeles decrivent le comportement du materiau jusqu'a la localisation de la deformation, en accord avec l'experience, mais ne permettent pas de predire le comportement post-localise. En effet, des que la localisation est rencontree, les equations d'equilibre en vitesse perdent leur ellipticite (en quasi-statique) et les calculs numeriques ne convergent plus. En particulier, le calcul ne peut pas predire la largeur de la bande de localisation et la simulation numerique donne une largeur de bande tendant vers zero lorsqu'on raffine le maillage, ce qui est physiquement inacceptable. Pour regler ce probleme, il est propose, entre autres dans la litterature, d'introduire des derivees des variables internes dans la formulation de la loi de comportement. Dans le cadre des materiaux standards generalises, on decrit un procede d'homogeneisation coherent qui permet de generaliser une loi de comportement (locale) usuelle elastique endommageable en prenant en compte l'influence du gradient des variables internes. Au point materiel, les variables d'etat independantes sont alors la deformation, les variables internes ainsi que le gradient des variables internes. La loi obtenue fait intervenir plusieurs longueurs caracteristiques et la repartition spatiale des heterogeneites. Cependant, quand le probleme de structure est considere, l'independance entre les champs de variables internes (variables internes et leurs gradients) est perdue. On propose alors une generalisation les relations de comportement, qui conduit a formuler un nouveau principe variationnel assurant l'inegalite de clausius-duhem a l'echelle de la structure.
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Hilger, Susanne [Verfasser]. "Statistical mechanics of gradient models / Susanne Hilger." Bonn : Universitäts- und Landesbibliothek Bonn, 2019. http://d-nb.info/1192821440/34.
Full text
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Luu, Duy Hao. "Gradient Theory: Constitutive Models and Fatigue Criteria." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2013. http://pastel.archives-ouvertes.fr/docs/00/86/60/81/PDF/These_Duy-Hao_LUU.pdf.
Full textAbstract:
Le travail porte sur deux grandes classes de modèles mécaniques à gradient : les modèles de comportement élastoplastiques et les modèles de fatigue à grand nombre de cycles. Sa principale motivation vient du fait que les problématiques nanomécaniques deviennent de plus en plus importantes dans l'ingénierie et les technologies microélectromécaniques. Dans ces problèmes à petites échelles, les effets de gradient et d'échelle deviennent significatifs. Leur prise en compte dans le dimensionnement et donc dans les modèles de comportement et de durée de vie est nécessaire pour une bonne estimation de la fiabilité de tels dispositifs. Dans cette thèse, l'auteur s'est attaché à étudier d'une part les modèles de comportement élastoplastiques à gradient dans un cadre standard généralisé, d'autre part les possibilités d'extension des critères fatigue à grand nombre de cycles. Ces deux thématiques constituent les deux grandes parties (A et B) du mémoire présenté. Partie A- Modèles de comportement standards à gradient Après une analyse de la littérature abondante sur les formulations des lois de comportement élastoplastiques à gradient, l'auteur a retenu celles proposées par Q. S. Nguyen (2000, 2005, 2011 et 2012). Elle se base sur une approche globale cohérente, mise en oeuvre dans le cadre standard généralisé (à partir du potentiel thermodynamique et du potentiel de dissipation). Elle permet l'obtention des équations de comportement, d'évolution ainsi que des principes variationnels associés. Ce cadre rend aisé aussi le traitement des questions relatives à l'unicité des solutions. Les modèles à gradient élastoplastiques considérés comprennent différents types d'écrouissage (cinématique et isotrope). Lorsque le potentiel de dissipation dépend du gradient des variables internes, l'implémentation numérique de ces modèles présente des difficultés. Une méthode de régularisation de l'énergie permet de surmonter celles-ci. La présence du gradient conduit à un problème d'évolution non standard avec une équation de Laplace et des conditions aux limites traduites par des équations différentielles du second ordre. La méthode de résolution choisie et implémentée dans la code CAST3M est similaire à celle utilisée pour les problèmes de diffusion. Quelques exemples typiques d'illustration sont ensuite traités et comparés aux résultats de la littérature pour montrer la pertinence des modèles. Il s'agit de la torsion des fils minces, du cisaillement des films minces ainsi de la croissance des microcavités. L'effet bien connu resumé par les mots "smaller is stronger" est retrouvé. Cette partie comporte quatre chapitres. Partie B- Critères de fatigue à gradient Les effets de gradient et de taille sont bien connus en fatigue des matériaux. Ils sont souvent mis en évidence dans les problèmes d'entailles, de fretting fatigue et de micromécaniques. S'il existe un très grand nombre de critères de fatigue, très peu de ceux-ci sont à même de reproduire ces effets. Un travail pertinent est celui effectué par Papadopoulos et Panoskaltsis en 1996. A partir d'une analyse des essais disponibles dans la littérature, il met en évidence les effets de gradients et ceux de taille et propose un critère de fatigue prenant en compte uniquement le gradient de la contrainte hydrostatique. Les travaux de la thèse partent de cette analyse et reformulent les critères de fatigue multiaxiale à gradient pour prendre en compte le gradient des contraintes dans les deux principales composantes des critères (relatives à l'amplitude du cisaillement et à la contrainte hydrostatique) d'une manière générale en définissant une amplitude de cisaillement et une contrainte hydrostatique étendues intégrant des termes de gradient. Deux critères classiques, très utilisés dans le dimensionnement des structures industrielles, sont en particulier formulés dans le nouveau cadre à gradient. Il s'agit du critère de Crossland et de celui de Dang Van. Une validation de ces propositions est ensuite effectuée en utilisant les résultats expérimentaux de la littérature. De très bonnes corrélations sont obtenues. Cette partie comporte deux chapitres, suivis d'une conclusion générale et d'une annexe sur l'implémentation numériqueIn the present thesis, two new classes of phenomenological models in the framework of the continuum thermodynamics and gradient theory are proposed. The first one is standard gradient constitutive model used to deal with the mechanical problems at micro-scale, and the other concerns gradient fatigue criteria for the problems at small scale. Using these, some common effects which are not captured yet in the classical mechanics but become significant at sufficiently small scales, are taken into account. For each class, the size and gradient effects which are the two effects most commonly discussed and very confused between each other in the literature, are clearly distinct and demonstrated to be integrated into the later via gradient terms. The thesis contains two principal contents presented in the part A and part B, respectively corresponding to the two new model classes. The following are their summary: Part A- Standard Gradient Constitutive Models: Application in Micro-Mechanics. A formulation of Standard Gradient Plasticity Models, based on an abundant researches on strain gradient plasticity (SPG) theory in the literature such as the ones of Q. S. Nguyen (2000, 2005, 2011 and 2012), is proposed and numerically implemented. The models are based on a global approach in the framework of continuum thermodynamics and generalized standard materials where the standard gradients of the internal parameters in the set of state variables are introduced. The governing equations for a solid are derived from an extended version of the virtual work equation (Frémond, 1985 or Gurtin, 1996). These equations can also be derived from the formalism of energy and dissipation potentials and appear as a generalized Biot equation for the solid. The gradient formulation established in such way is considered a higher-order extension of the local plasticity theory, with the introduction of the material characteristic length scale and the insulation boundary condition proposed by Polizzotto. The presence of strain gradient leads to a Laplacian equation and to non-standard boundary value problem with partial differential equations of higher order. A computational method, at the global level, based on diffusion like-problem spirit is used. Illustrations are given and applied to some typical problems in micro-mechanics to reproduce the well-known mechanical phenomenon, the effect "smaller is stronger". A good agreement between numerical results and reference counterparts is found; mesh-independence of numerical results is observed. Part B- Gradient Fatigue Criteria at Small Scale. A reformulation of gradient fatigue criteria is proposed in the context of multiaxial high-cycle fatigue (HCF) of metallic materials, initiated by Papadopoulos 1996. The notable dependence of fatigue limit on some common factors concerning the material specimen size is analysed and modeled. These factors, which are not taken into account before in classical fatigue criteria but become significant at sufficiently small scales, are included in the new formulation. Among such factors, three ones intimately related to each other, the pure size (smaller is stronger), stress gradient (higher gradient is higher resistance) and loading (i. E. Loading mode) effects, are here investigated. An effort has been made to roughly integrate all these effects into only one through gradient terms. According to that, a new class of fatigue criteria with stress gradient terms introduced not only in the normal stress but also in the shear stress parts, are formulated. Such a formulation allows to capture all the pure size (if important) and stress gradient (if any) effects, as well as to cover a wide range of loading effect (traction, bending and shearing, for instance). Due to such a property, these new criteria are naturally generalized to multiaxial loadings to be a new version of stress gradient dependent multiaxial fatigue criteria. Application to some classical fatigue criteria such Crossland and Dang Van is provided as illustrations. As shown, classical fatigue criteria as well as the one of Papadopoulos 1996, are considered special cases of the new respective criteria. An overview for the whole thesis is put in this Summary, and an overview for each model class is found in the Chapter 1 where a general introduction of the thesis is given. Their corresponding detail are presented in the Chapters 2-4 (for part A) and Chapters 5-6 (for part B). The last chapter, Chapter 7, is dedicated to general conclusions and perspectives
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Marques-da-Silva, Antonio Hermes. "Gradient test under non-parametric random effects models." Thesis, Durham University, 2018. http://etheses.dur.ac.uk/12645/.
Full textAbstract:
The gradient test proposed by Terrell (2002) is an alternative to the likelihood ratio, Wald and Rao tests. The gradient statistic is the result of the inner product of two vectors — the gradient of the likelihood under null hypothesis (hence the name) and the result of the difference between the estimate under alternative hypothesis and the estimate under null hypothesis. Therefore the gradient statistic is computationally less expensive than Wald and Rao statistics as it does not require matrix operations in its formula. Under some regularity conditions, the gradient statistic has χ2 distribution under null hypothesis. The generalised linear model (GLM) introduced by Nelder & Wedderburn (1972) is one of the most important classes of statistical models. It incorporates the classical regression modelling and analysis of variance either for continuous response and categorical response variables under the exponential family. The random effects model extends the standard GLM for situations where the model does not describe appropriately the variability in the data (overdispersion) (Aitkin, 1996a). We propose a new unified notation for GLM with random effects and the gradient statistic formula for testing fixed effects parameters on these models. We also develop the Fisher information formulae used to obtain the Rao and Wald statistics. Our main interest in this thesis is to investigate the finite sample performance of the gradient test on generalised linear models with random effects. For this we propose and extensive simulation experiment to study the type I error and the local power of the gradient test using the methodology developed by Peers (1971) and Hayakawa (1975). We also compare the local power of the test with the local power of the tests of the likelihood ratio, of Wald and Rao tests.
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Nguyen, Anh-Dung. "Contributions to modeling, structural analysis, and routing performance in dynamic networks." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2013. http://oatao.univ-toulouse.fr/9725/1/nguyen.pdf.
Full textAbstract:
This thesis contributes to the modeling, understanding and efficient communication in dynamic networks populating the periphery of the Internet. By dynamic networks, we refer to networks that can be modeled by dynamic graphs in which nodes and links change temporally. In the first part of the thesis, we propose a new mobility model - STEPS - which captures a wide spectrum of human mobility behavior. STEPS implements two fundamental principles of human mobility: preferential attachment and attractor. We show that this simple parametric model is able to capture the salient statistical properties of human mobility such as the distribution of inter-contact/contact time. In the second part, using STEPS, we analyze the fundamental behavioral and structural properties of opportunistic networks. We redefine in the context of dynamic networks the concept of small world structure and show how such a structure can emerge. In particular, we show that highly dynamic nodes can play the role of bridges between disconnected components, helping to significantly reduce the length of network path and contribute to the emergence of small-world phenomenon in dynamic networks. We propose a way to model this phenomenon in STEPS. From a regular dynamic network in which nodes limit their mobility to their respective preferential areas. We rewire this network by gradually injecting highly nomadic nodes moving between different areas. We show that when the ratio of such nomadic nodes is around 10%, the network has small world structure with a high degree of clustering and a low characteristic path length. The third contribution of this thesis is the study of the impact of disorder and contact irregularity on the communication capacity of a dynamic network. We analyze the degree of disorder of real opportunistic networks and show that if used correctly, it can significantly improve routing performances. We then introduce a model to capture the degree of disorder in a dynamic network. We propose two simple and efficient algorithms that exploit the temporal structure of a dynamic network to deliver messages with a good tradeoff between resource usage and performance. The simulation and analytical results show that this type of algorithm is more efficient than conventional approaches. We also highlight also the network structure for which this type of algorithm achieves its optimum performance. Based on this theoretical result, we propose a new efficient routing protocol for content centric opportunistic networks. In this protocol, nodes maintain, through their opportunistic contacts, an utility function that summarizes their spatio-temporal proximity to other nodes. As a result, routing in this context consists in following the steepest slopes of the gradient field leading to the destination node. This property leads to a simple and effective algorithm routing that can be used both in the context of IP networks and content centric networks. The simulation results show that this protocol outperforms traditional routing protocols already defined for opportunistic networks. The last contribution of this thesis is to highlight the potential application of dynamic networks in the context of "mobile cloud computing." Using the particle optimization techniques, we show that mobility can significantly increase the processing capacity of dynamic networks. In addition, we show that the dynamic structure of the network has a strong impact on its processing capacity.
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Armattoe, Kodjo Mawuli. "Modélisation non-locale du comportement thermomécanique d'Alliages à Mémoire de Forme (AMF) avec prise en compte de la localisation et des effets de la chaleur latente lors de la transformation de phase : application aux structures minces en AMF." Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0053/document.
Full textAbstract:
Dans ce travail, des modèles thermomécaniques basés sur une approche non-locale sont proposés pour décrire le comportement des Alliages à Mémoire de Forme (AMF) avec la prise en compte des effets de la localisation et de la chaleur latente lors de la transformation de phase. Ces modèles sont obtenus comme des extensions d’un modèle local existant. Pour décrire la localisation de la transformation de phase, l’extension du modèle initial a consisté à le réécrire dans un contexte non-local par l’introduction d’une nouvelle variable, définie comme la contrepartie non-locale de la fraction volumique de martensite déjà présente dans le modèle local. L’exploitation de ce modèle a nécessité le développement d’un élément fini spécial dans ABAQUS avec la fraction volumique non-locale de martensite comme un degré de liberté supplémentaire. Les simulations réalisées montrent la pertinence d’une telle approche dans la description de la transformation de phase dans des structures minces en AMF, soumises à des chargements thermomécaniques. Pour décrire les effets de la chaleur latente, une équation d’équilibre thermique ayant comme terme source des contributions dépendant de la transformation de phase a été adjointe au modèle initial. Là encore, l’exploitation du modèle a nécessité le développement d’un élément fini qui prend en compte le couplage thermomécanique et la formulation proposée pour l’équilibre thermique. Les simulations numériques réalisées ont montré l’effet retardant sur la transformation de phase de la chaleur latente, et le caractère hétérogène possible de la transformation dans ce cas. Ces effets sont d’autant plus importants que la vitesse de déformation est élevéeIn this Phd thesis, thermo-mechanical models based on a nonlocal approach are proposed in order to describe the behavior of Shape Memory Alloys (SMA), taking into account localization and latent heat effects during phase transformation. These models are obtained as extensions of an existing local model. In order to describe the localization of phase transformation, the extension of the initial model consisted of rewriting it in a nonlocal context through the introduction of a new variable, defined as the nonlocal counterpart of the martensite volume fraction. The use of this model has required the development of a specific finite element in ABAQUS with the nonlocal martensite volume fraction as an additional degree of freedom. The simulations show the relevance of such an approach in the description of the phase transformation occurring in thin SMA structures subjected to thermo-mechanical loadings. To achieve the description of the latent heat effects, a heat balance equation with a source term depending on contributions of the phase transformation was added to the constitutive equations of the initial model. Even there, the use of the model required the development of a finite element which takes into account the thermo-mechanical coupling and considers the proposed formulation for the thermal balance. Numerical simulations have shown the delaying effect of the latent heat on phase transformation and the possible heterogeneous character of the phase transformation in this case. These effects are even more important as the strain rate is high
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Anjo, Luiz Fernando Resende dos Santos. "Modelo hidraulico para transitorios lentos em conduto forçado." [s.n.], 2008. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/258182.
Full textAbstract:
Orientador: Edevar Luvizotto JuniorTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo
Made available in DSpace on 2018-08-11T21:41:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Anjo_LuizFernandoResendedosSantos_D.pdf: 3588080 bytes, checksum: 122271523488dc8a40a0d509bd1b0cf8 (MD5) Previous issue date: 2008
Resumo: Este texto descreve as etapas que objetivam a utilização da estrutura originalmenteproposta por Todini e Pilati no chamado método gradiente (MG), utilizado para análise em regime permanente em instalações a condutos forçados, na formulação de um modelo dinâmico inercial rígido (MDIR), para a análise de escoamentos transitórios lentos neste tipo de instalação. São apresentadas as bases teóricas para esta nova modelação, justificadas através do equacionamento geral do escoamento fluido em condutos forçados. Os resultados obtidos pelo MDIR são comparados com os resultados obtidos pelo programa EPANET que utiliza o método gradiente. Discussões a respeito da importância da incorporação do efeito de inércia são apresentadas através de um estudo de casos, no caso de modelação hidráulica, e para análises de qualidade decorrentes desta.
Abstract: This research describes the stages which aim the use of the original structure proposed by Todini and Pilati in the so called gradient method (GM), used in the analysis in steady state of pipe networks, in the formulation of an inertial rigid dynamic model (IRDM) to analyse slow transients in this type of installation. The theoretical bases are presented for this new method, justified by the general equation of fluids flow in pipes networks. The results obtained by the MDIR are compared to the results obtained in the EPANET program, which uses the gradient method. Discussion on the importance of the incorporation of the inertia effect are presented through a study case of hydraulic modelation and for quality analysis which derived from it.
Doutorado
Recursos Hidricos
Doutor em Engenharia Civil
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Pinto, Camila Nardi. "Otimização de parâmetros de interação do modelo UNIFAC-VISCO de misturas de interesse para a indústria de óleos essenciais." Universidade de São Paulo, 2015. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74132/tde-27042015-160229/.
Full textAbstract:
A determinação de propriedades físicas dos óleos essenciais é fundamental para sua aplicação na indústria de alimentos e também em projetos de equipamentos. A vasta quantidade de variáveis envolvidas no processo de desterpenação, tais como temperatura, pressão e composição, tornam a utilização de modelos preditivos de viscosidade necessária. Este trabalho teve como objetivo a obtenção de parâmetros para o modelo preditivo de viscosidade UNIFAC-VISCO com aplicação do método de otimização do gradiente descendente, a partir de dados de viscosidade de sistemas modelo que representam as fases que podem ser formadas em processos de desterpenação por extração líquido-líquido dos óleos essenciais de bergamota, limão e hortelã, utilizando como solvente uma mistura de etanol e água, em diferentes composições, a 25ºC. O experimento foi dividido em duas configurações; na primeira os parâmetros de interação previamente reportados na literatura foram mantidos fixos; na segunda todos os parâmetros de interação foram ajustados. O modelo e o método de otimização foram implementados em linguagem MATLAB®. O algoritmo de otimização foi executado 10 vezes para cada configuração, partindo de matrizes de parâmetros de interação iniciais diferentes obtidos pelo método de Monte Carlo. Os resultados foram comparados com o estudo realizado por Florido et al. (2014), no qual foi utilizado algoritmo genético como método de otimização. A primeira configuração obteve desvio médio relativo (DMR) de 1,366 e a segunda configuração resultou um DMR de 1,042. O método do gradiente descendente apresentou melhor desempenho para a primeira configuração em comparação com o método do algoritmo genético (DMR 1,70). Para a segunda configuração o método do algoritmo genético obteve melhor resultado (DMR 0,68). A capacidade preditiva do modelo UNIFAC-VISCO foi avaliada para o sistema de óleo essencial de eucalipto com os parâmetros determinados, obtendo-se DMR iguais a 17,191 e 3,711, para primeira e segunda configuração, respectivamente. Esses valores de DMR foram maiores do que os encontrados por Florido et al. (2014) (3,56 e 1,83 para primeira e segunda configuração, respectivamente). Os parâmetros de maior contribuição para o cálculo do DMR são CH-CH3 e OH-H2O para a primeira e segunda configuração, respectivamente. Os parâmetros que envolvem o grupo C não influenciam no valor do DMR, podendo ser excluído de análises futuras.The determination of physical properties of essential oils is critical to their application in the food industry and also in equipment design. The large number of variables involved in deterpenation process, such as temperature, pressure and composition, to make use of viscosity predictive models required. This study aimed obtain parameters for the viscosity predictive model UNIFAC-VISCO using gradient descent as optimization method to model systems viscosity data representing the phases that can be formed in deterpenation processes for extraction liquid-liquid of bergamot, lemon and mint essential oils, using aqueous ethanol as solvente in different compositions at 25 º C. The work was divided in two configurations; in the first one the interaction parameters previously reported in the literature were kept fixed; in the second one all interaction parameters were adjusted. The model and the gradient descent method were implemented in MATLAB language. The optimization algorithm was runned 10 times for each configuration, starting from different arrays of initial interaction parameters obtained by the Monte Carlo method. The results were compared with the study carried out by Florido et al. (2014), which used genetic algorithm as optimization method. The first configuration provided an average deviation (DMR) of 1,366 and the second configuration resulted in a DMR 1,042. The gradient descent method showed better results for the first configuration comparing with the genetic algorithm method (DMR 1.70). On the other hand, for the second configuration the genetic algorithm method had a better result (DMR 0.68). The UNIFAC-VISCO model predictive ability was evaluated for eucalyptus essential oil system using the obtained parameters, providing DMR equal to 17.191 and 3.711, for the first and second configuration, respectively. The parameters determined by genetic algorithm presented lower DMR for the two settings (3.56 and 1.83 to the first and second configuration, respectively). The major parameters for calculating the DMR are CH-CH3 and OH-H2O to the first and second configuration, respectively. The parameters involving the C group did not influence the DMR and may be excluded from further analysis.