Dissertations / Theses: 'Modèle de radiation'

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Nathaniel, Obadia. "Le modèle de Davies-Fulling. Un modèle pour la radiation de Hawking." Phd thesis, Université François Rabelais - Tours, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003015.

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Abstract:

Dans cette thèse nous reprenons, puis développons, le modèle de Davies-Fulling qui présente de nombreuses analogies avec la radiation engendrée par un Trou Noir. Ce modèle consiste en l'étude de la radiation émise par un miroir se déplaçant dans l'espace-temps de Minkowski. Lorsque la trajectoire est non-inertielle, le miroir engendre un flux d'énergie dont les propriétés sont des fonctionnelles de la trajectoire. Dans le but de retrouver les problèmes présents dans l'étude de la radiation de Hawking, nous nous sommes intéressés principalement au cas des miroirs uniformément accélérés, qui possédent un horizon causal. Afin de résoudre ces problèmes présents dans le cadre du modèle de Davies-Fulling, nous avons introduit un nouveau modèle, qui dérive cette fois d'une action. Un choix précis et motivé du Lagrangien permet d'y parvenir. De plus, grâce à deux méthodes complémentaires, nous avons explicité les corrélations quantiques présentes dans le flux émis.

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Obadia, Nathaniel. "Le modèle de Davies-Fulling et ses généralisations : un modèle pour la radiation de Hawking." Tours, 2003. http://www.theses.fr/2003TOUR4002.

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Abstract:

Dans cette thèse nous reprenons, puis développons, le modèle de Davies-Fulling qui présente de nombreuses analogies avec la radiation engendrée par un Trou Noir. Ce modèle consiste en l'étude de la radiation émise par un miroir se déplaçant dans l'espace-temps de Minkowski. Lorsque la trajectoire est non-inertielle, le miroir engendre un flux d'énergie dont les propriétés sont des fonctionnelles de sa trajectoire. Dans le but de retrouver les problèmes présents dans l'étude de la radiation de Hawking, nous nous sommes interessés principalement au cas des miroirs uniformément accélérés, qui possèdent un horizon causal. Afin de résoudre les problèmes pour la radiation engendrée par de tels miroirs, nous avons introduit un nouveau modèle, qui dérive cette fois d'une action. Un choix précis et motivé du Lagrangien nous a permis d'y parvenir. De plus, grâce à deux méthodes complémentaires, nous avons explicité les corrélations quantiques présentes dans le flux émis.

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Houari, Menouar. "Etude des conditions aux limites dans un modèle numérique d'agitation de houle." Marne-la-vallée, ENPC, 2002. http://www.theses.fr/2002ENPC0209.

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Abstract:

La thèse porte sur des conditions aux limites pour les modèles d'agitation de houle. La première partie de la thèse est consacrée à l'étude du problème extérieur. Il s'agit de formuler des conditions aux limites sur une frontière artificielle limitant un domaine infini. Des formulations intégrales ainsi que des conditions absorbantes sont développées et testées sur le cas d'un port schématique. Une solution analytique de référence est développée sur le cas d'un port circulaire. Les résultats obtenus montrent, que pour une bonne estimation des flux sur la frontière, les conditions absorbantes fournissent des résultats aussi bons que les formulations intégrales. Cette partie a débouché sur l'implémentation des modèles de conditions aux limites développées dans le code d'agitation de houle REFONDE. La deuxième partie de la thèse concerne l'étude des ouvrages réfléchissants. Un modèle horizontal à dissipation permettant de mieux prendre en compte les ouvrages réfléchissants est présenté. Le modèle part d'une formulation d'un bicouche composé d'une couche poreuse située sous une couche fluide. Le modèle consiste à résoudre l'équation de Forchheimer. Un modèle horizontal original est déduit en moyennant les précédentes équations de propagation sur la profondeur du domaine. A l'issue de cette étude, une mise en oeuvre numérique du modèle dans une méthode de résolution par éléments finis est détaillée. Le modèle est appliqué sur plusieurs cas tests. Les résultats approchent assez bien les résultats expérimentaux. Ces résultats montrent qu'il est tout à fait justifié de traiter le problème de la réflexion partielle de la houle par un modèle à dissipation. Les précédents résultats nous ont conduit à mener une étude approfondie pour identifier la correspondance entre les deux approches (par dissipation ou par coefficient de réflexion). Cette étude estime l'erreur pouvant provenir d'une formulation par coefficient de réflexion qui demande la connaissance de l'angle d'incidence de la houle et du coefficient de réflexion des ouvrages.

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Vacaresse, Angélique. "Contribution à l'élaboration de modèles de référence des ceintures de radiation terrestres." Toulouse, ENSAE, 1999. http://www.theses.fr/1999ESAE0015.

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Abstract:

La connaissance de l'environnement spatial en particules chargées est importante pour diminuer les risques d'anomalies. Un programme de calcul axisymétrique des ceintures de radiation a été réalisé au départ, permettant de décrire un état moyen ainsi que l'évolution lente des populations de protons et d'électrons piégés. Ce code a été étendu ensuite au cas non symétrique pour mieux comprendre le transport des particules durant les orages magnétosphériques. Cette thèse s'inscrit dans un projet de modèle de référence des ceintures de radiation terrestre, orienté vers les utilisateurs. Dans un premier temps, les effets de l'environnement spatial en particules chargées sur les véhicules ou les hommes dans l'espace ont été répertoriés. Les besoins en matière de modèle en ont été dégagés en fonction des problèmes rencontrés avec les modèles existants. Dans une seconde partie, afin de simplifier au maximum les modèles physiques, une série de paramètres a été isolée. Ces paramètres permettent de rendre compte de la dynamique à plus ou moins long terme des ceintures de radiation, tout en répondant au meilleur compromis possible entre des critères de simplicité, d'accessibilité, de couverture temporelle, et de signification physique. Dans une troisième partie, la modélisation dynamique de la ceinture de radiation de protons de haute énergie (supérieurs à 1 MeV) a été réalisée. La nature et les effets de tous les phénomènes physiques (injections, accélération, pertes) à l'origine des différentes dynamiques importantes à modéliser (cycles solaires, orages, éruptions solaires) sont compris. Un premier paramétrage simple de ces phénomènes permet d'obtenir des résultats proches des mesures satellites. Enfin, dans la dernière partie, les éléments essentiels à la construction d'un modèle d'ingénierie protons ont été dégagés et mis en œuvre dans le nouveau modèle physique proton en fonction des besoins exprimés par les utilisateurs.

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Riboust, Philippe. "De la neige au débit : de l'intérêt d'une meilleure contrainte et représentation de la neige dans les modèles." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS018/document.

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Abstract:

Le modèle de neige est souvent dépendant du modèle hydrologique avec lequel il est couplé, ce qui peut favoriser la représentation du débit au détriment de celle de la neige. L'objectif est de rendre le calage du modèle de neige plus indépendant de celui du modèle hydrologique en restant facilement utilisable en opérationnel. Dans cette optique, un modèle contraint sur des données d'observations de la neige permettrait d'améliorer d'une part la robustesse des paramètres du modèle de neige et d'autre part la simulation de l'état du manteau neigeux. Dans la première partie de cette thèse, nous avons étudié et modifié le modèle degrés-jour semi-distribué CemaNeige afin qu'il puisse simuler de manière plus réaliste la variable de surface d'enneigement du bassin versant. Cette modification, couplée au calage du modèle sur des données de surface enneigée et sur le débit, a permis d'améliorer la simulation de l'enneigement par le modèle sans détériorer significativement les performances en débits. Nous alors ensuite débuté le développement d'un nouveau modèle de neige à l'échelle ponctuelle. Celui-ci se compose d'un modèle de rayonnements, simulant les rayonnements incidents à partir de données d'amplitude de températures journalières, et d'un modèle de manteau neigeux. Le modèle de manteau neigeux résout les équations de la chaleur au sein du manteau neigeux à l'aide d'une représentation spectrale du profil de température. Cette représentation permet de simuler les profils et gradients de températures en utilisant moins de variables d'état qu'une discrétisation verticale par couches. Pour mieux prendre en compte les mesures ponctuelles de neige, ce modèle devra être distribué Snow models are often dependent on the hydrological model they are coupled with, which can promote higher performance on runoff simulation at the expense of snow state simulations performances. The objective of this thesis is to make the calibration of the snow model more independent from the calibration of the hydrological model, while remaining easily usable for runoff forecasting. Calibrating snow model on observed snow data would on one hand improve the robustness of the snow model parameters and on the other hand improve the snowpack modelling. In the first part of this manuscript, we modified the semi-distributed CemaNeige degree-day model so that it can explicitly simulate the watershed snow cover area. This modification coupled with the calibration of the model on snow cover area data and on river runoff data significantly improved the simulation of the snow cover area by the model without significantly deteriorating the runoff performances. Then we started the development of a new point scale snow model. It is based on a radiation model, which simulates incoming radiations from daily temperature range data, and a snowpack model. The snowpack model solves the heat equations within the snowpack by using a spectral representation of the temperature profile. This representation simulates the temperature profile and gradients using fewer state variables than a vertical discretization of the snowpack. In order to be able to use point scale snow observations in the model, it should be distributed on the watershed

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Wærsted, Eivind. "Description of physical processes driving the life cycle of radiation fog and fog–stratus transitions based on conceptual models." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLX053/document.

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Abstract:

Le brouillard cause des dangers pour le trafic par la réduction de visibilité. L’amélioration des prévisions du brouillard est donc un objectif scientifique. Cette thèse analyse le cycle de vie des brouillards continentaux autour de Paris, observés par télédétection au sol à l’observatoire atmosphérique SIRTA. La thèse se focalise sur la compréhension des processus en jeu dans la dissipation après le lever du soleil, sous l’hypothèse d’une couche de brouillard adiabatique. Pendant 4 ans, plus de 100 événement de brouillard sont documentés par l’observation de la base du nuage (par télémètre), son sommet et la présence de nuages au-dessus (radar nuage), et le contenu intégré d’eau liquide (LWP) (radiomètre micro-onde (MWR)). La plupart des brouillards se dissipe suite à un soulèvement de la base, sans que tout le nuage s’évapore, et souvent sans une réduction du LWP. Donc, non seulement est la réduction du LWP importante pour la dissipation du brouillard, mais aussi l’évolution de son sommet, qui avec le LWP détermine l’altitude de la base. Des simulations par le modèle LES DALES montrent une sensibilité importante à la stratification au-dessus : en augmentant l’entrainement, une stratification faible au sommet peut accélérer la dissipation par (1) plus de perte d’eau liquide par l’entrainement de l’air non-saturé, et (2) par un développement vertical menant au lever de la base. La variabilité de cette stratification peut être raisonnablement bien observée par le profil de température du MWR. Avant la dissipation du brouillard par lever de la base, le radar observe souvent un max de réflectivité près du sommet, ce qui peut être lié à l’absence de grandes gouttelettes dans les basses couches. Donc, par leur observation du développement du sommet, le LWP, la stratification, et le profil de réflectivité, le radar et le MWR donnent des informations qui peuvent potentiellement anticiper la dissipation du brouillard.Les processus radiatifs sont étudiés avec le code de transfert radiatif ARTDECO. Le refroidissement radiatif au sommet du brouillard peut produire 40–70 g m-2 h-1 d’LWP quand le brouillard est opaque (LWP >= 30 g m-2) (c’est moins pour les brouillards minces) et il n’y a pas de nuage au-dessus. C’est la source principale d’LWP et il peut renouveler le LWP du brouillard en 0.5–2 h. Sa variabilité s’explique principalement par la température du brouillard et le profil d’humidité au-dessus. Les nuages au-dessus du brouillard réduisent fortement la production, en particulier les nuages bas. La perte d’LWP par absorption de rayonnement solaire par le brouillard est 5–15 g m-2 h-1 autour de midi en hiver, dépendant de l’épaisseur du brouillard, mais ça peut augmenter par 100 % quand une quantité importante d’aérosols absorbants est présente (AOD=0.15, SSA=0.82).Nos résultats par simulation LES indiquent que le réchauffement par absorption de rayonnement solaire à la surface est le premier processus de perte d’LWP après le lever du soleil, mais sa magnitude est sensible au rapport de Bowen. Vu son importance, une amélioration de l’observation du rapport de Bowen dans le brouillard devrait être une priorité, car les observations actuelles des flux turbulents ne sont pas suffisamment précises pour quantifier le rapport de Bowen.Un modèle conceptuel pour calculer le bilan du LWP directement à partir des observations est développé. En utilisant 12 paramètres observés et 2 qui viennent d’une réanalyse, il calcule les impacts au LWP par rayonnement, flux de chaleur à la surface, entrainement, subsidence et dépôt. Ce modèle est appliqué à 45 brouillards observés qui se dissipent après le lever du soleil. Une variabilité importante dans le rayonnement, l’entrainement et la subsidence entre les cas est trouvée, qui peut en partie expliquer les différences en heure de dissipation. Tandis que les termes de rayonnement sont plutôt précis, des autres ont des incertitudes importantes et pourront être améliorés dans le futur Fog causes hazards to human activity due to the reduction of visibility, especially through the risk of traffic accidents. Improving the forecasts of fog formation and dissipation is therefore an objective for research. This thesis analyses the life cycle of continental fog events occurring in the Paris area, using several ground-based remote sensing instruments deployed at the SIRTA atmospheric observatory. We focus on understanding the dissipation after sunrise and the local processes involved, assuming the fog layer is adiabatic (well-mixed). Over a 4-year period, more than 100 fog events are documented by observing cloud base (ceilometer), cloud top and clouds appearing above the fog (cloud radar), and the liquid water path (LWP) (microwave radiometer (MWR)). Most fog events dissipate by lifting of the base without a complete evaporation of the cloud, and often even without a reduction in LWP. This indicates that not only a reduction in LWP is important for fog dissipation, but also the evolution of the fog top, which together with the LWP determines whether the cloud extends down to the ground. Using the LES model DALES, we find a strong sensitivity of the vertical development of the fog top to the stratification above. By enhancing entrainment, a weak stratification at fog top can lead to earlier fog dissipation by (1) more depletion of LWP by entraining unsaturated air, especially if the air is dry, and (2) vertical development of the fog top leading to lifting of the fog base. The variability of this stratification can be observed reasonably well with the MWR temperature profile. In several cases of dissipation by lifting, the vertical profile of radar reflectivity in the fog has a max value near fog top prior to dissipation, which suggests a lack of bigger droplets in the lower levels of the fog. By observing the cloud top development, the stratification, the LWP and the profile of reflectivity, the radar and MWR provide information that has potential for anticipating fog dissipation by lifting.Radiative processes are studied using the comprehensive radiative transfer code ARTDECO. The radiative cooling at fog top can produce 40–70 g m-2 h-1 of LWP when the fog is opaque (LWP >= 30 g m-2) (production is lower for thin fog) and there are no clouds above. This cooling thus is the main process of LWP production and can renew the fog LWP in 0.5–2 h. Its variability is mainly explained by the fog temperature and the humidity profile above. Clouds above the fog will strongly reduce this production, especially low clouds: a cloud with optical depth 4 can reduce it by 30 (100) % at 10 (2) km. Loss of LWP by absorption of solar radiation by the fog is 5–15 g m-2 h-1 around midday in winter, depending on cloud thickness, but it can be enhanced by 100 % in case of important amounts of absorbing aerosols (dry AOD=0.15, SSA=0.82).Heating due to solar radiation absorbed at the surface is found to be the dominating process of LWP loss after sunrise (according to LES model simulations), but its magnitude is sensitive to the Bowen ratio. However, observations of the turbulent heat fluxes during fog are not precise enough to quantify the Bowen ratio. The importance of the Bowen ratio means that improvements of its measurement during fog should be a priority.A conceptual model which calculates the LWP budget of fog directly from observations is developed. Using 12 observed parameters and 2 from reanalysis data, it calculates the impact on LWP of terrestrial and solar radiation, surface heat fluxes, entrainment, subsidence and deposition. It is applied to 45 observed fog events dissipating after sunrise. An important variability in radiation, entrainment and subsidence between the cases is found, which can partly explain the different dissipation times. While the terms of radiation are rather robust, several other terms suffer from significant uncertainties, leaving room for improvements in the future

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Jacobs, Carolyn. "Etude du rayonnement d'un écoulement hypersonique à basse densité." Phd thesis, Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00677439.

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Abstract:

Cette thèse étudie le transfert de chaleur par rayonnement observé dans les conditions d'écoulement raréfié, en régime hypersonique qui seraient rencontrés au cours d'une mission d'aérocapture dans l'atmosphère de Titan. Des estimations précises du rayonnement hors-équilibre dans des écoulements à grande vitesse tels que ceux autour des corps de re-entrée, sont indispensables pour la conception de systèmes de protection thermique plus efficace. Parce que la masse du système de protection thermique est une fraction importante de la masse totale du véhicule, il ya un grand intérêt dans la conception de systèmes plus légers et plus efficaces. Les expériences en vol sont coûteuses et contraignantes, c'est pourquoi l'essai en laboratoire dans des installations capables de produire des écoulements hypersoniques est nécessaire. Malheureusement, les échelles de longueur généralement impliquées dans les expériences en vol sont trop grandes pour être testées dans des installations expérimentales et donc des modèles réduits de véhicules 'aeroshells' sont généralement testés. Les tubes d'expansion de l'université de Queensland - X1, X2 et X3 - ont été largement utilisés pour la modélisation à l'échelle réduite des écoulements hypersoniques (Morgan 2001). Pour les installations d'essais au sol telle que la soufflerie X2, une mise à l'échelle binaire est utilisée pour tester des modèles à échelle réduite de véhicules de vol, ce qui constitue le paramètre le plus important à respecter afin de reproduire un vol à haute vitesse. La mise à l'échelle binaire, appelé aussi 'mise à l'échelle 'ƒÏL', exige que le produit de la densité et de la longueur caractéristique du véhicule soit conservé entre le vol et les conditions expérimentales. Toutefois, il a été montré par Capra (2007) que le transfert de chaleur par rayonnement ne suit pas cette même loi de mise à l'échelle, et la similitude n'est pas crée pour les cas en vol où le transfert de chaleur par rayonnement et par convection sont fortement couplés. Cela peut entraîner d'importantes erreurs dans les estimations des propriétés d'écoulement associée et l'estimation du transfert de chaleur due au rayonnement. L'installation X2 a été modifiée en 2006 pour permettre l'expérimentation à basse pression en mode tube à choc non-réfléchi. L'utilisation d'un tube à choc non-réfléchi a permis la mesure du transfert de chaleur par rayonnement à la densité réelle en vol et supprimé les problèmes d'échelle liés à la mesure des rayonnements sur les véhicules en modèle réduit, au moins pour une partie de l'écoulement. Des mesures ont été effectuées dans la région immédiatement située derrière le choc et le long de la ligne médiane de l'écoulement de base, où le choc reste plan. Les écoulements externes, tels que ceux entourant une capsule de re-enntrée, n'ont pas été reproduits. La limite de basse pression d'exploitation était d'environ 10 Pa, limitée par la croissance de la couche limite sur les murs

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Demarco, Rodrigo. "Modelling thermal radiation and soot formation in buoyant diffision flames." Thesis, Aix-Marseille, 2012. http://www.theses.fr/2012AIXM4745/document.

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Abstract:

Le rayonnement joue un rôle fondamental dans les problèmes d'incendie puisque c'est le mode dominant de transfert de chaleur entre la flamme et le milieu environnant. Il contrôle la pyrolyse, et donc la puissance de flamme, et la vitesse de croissance de l'incendie. Étudier les flammes de diffusion contrôlées par les forces de flottabilité est une première étape pour comprendre et de prédire les incendies. Le principal objectif de ce travail est de modéliser le transfert radiatif et les processus de production/destruction de la suie dans ce type de flammes. Premièrement, différents modèles de propriétés radiatives des gaz ont été comparés dans des configurations tests. Il est apparu que le modèle FSCK couplé avec le schéma de mélange de Modest et Riazzi est le meilleur compromis entre précision et temps de calcul, ce modèle étant un bon candidat pour être implémenté dans des codes CFD traitant des problèmes d'incendie. Dans un second temps, un modèle de formation/oxydation des suies semi-détaillé, considérant l'acétylène et le benzène comme précurseurs, a été validé dans des flammes de diffusion laminaires de type coflow sur une large gamme d'hydrocarbures (C1-C3) et pour différentes conditions. Ensuite, le FSCK et le modèle de formation/destruction ont été appliqués pour simuler des feux de nappe de méthane et de propane aux échelles du laboratoire et intermédiaire. Les structures de flamme prédites ainsi que les flux radiatif transférés au milieu environnant ont montré un bon accord avec les résultats expérimentaux disponibles. Finalement, les interactions entre le rayonnement et la turbulence ont été quantifiées The radiative heat transfer plays an important role in fire problems since it is the dominant mode of heat transfer between flames and surroundings. It controls the pyrolysis, and therefore the heat release rate, and the growth rate of the fire. In the present work a numerical study of buoyant diffusion flames is carried out, with the main objective of modelling the thermal radiative transfer and the soot formation/destruction processes. In a first step, different radiative property models were tested in benchmark configurations. It was found that the FSCK coupled with the Modest and Riazzi mixing scheme was the best compromise in terms of accuracy and computational requirements, and was a good candidate to be implemented in CFD codes dealing with fire problems. In a second step, a semi-empirical soot model, considering acetylene and benzene as precursor species for soot nucleation, was validated in laminar coflow diffusion flames over a wide range of hydrocarbons (C1-C3) and conditions. In addition, the optically-thin approximation was found to produce large discrepancies in the upper part of these small laminar flames. Reliable predictions of soot volume fractions require the use of an advanced radiation model. Then the FSCK and the semi-empirical soot model were applied to simulate laboratory-scale and intermediate-scale pool fires of methane and propane. Predicted flame structures as well as the radiant heat flux transferred to the surroundings were found to be in good agreement with the available experimental data. Finally, the interaction between radiation and turbulence was quantified

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Piochaud, Jean-Baptiste. "Modelling of radiation induced segregation in austenitic Fe alloys at the atomistic level." Thesis, Lille 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL10024/document.

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Abstract:

Dans les réacteurs à eaux pressurisée, les internes de cuve sont soumis à d’intenses irradiations induisant le mécanisme de corrosion sous contrainte assistée par l’irradiation initié par le phénomène de ségrégation induite par l’irradiation (SIR). La SIR observée dans les aciers austénitiques 316 est modélisée à l’échelle atomique en considérant un alliage ternaire modèle Fe–10Ni–20Cr. Pour atteindre cet objectif, nous avons construit un modèle d’interactions de paires pour le système Fe-Ni-Cr afin de modéliser la SIR par méthodes Monte Carlo. Le modèle d’interactions de paires fut déduit à la fois des calculs DFT (Density Functional Theory) disponibles dans les systèmes pures cubiques faces centrées, mais aussi en effectuant des calculs DFT dans l’alliage Fe–10Ni–20Cr. Les énergies de formation calculées dans cet alliage modèle dépendent fortement de l’environnement local des défauts ponctuels. Nous avons pu ainsi établir une relation liant ces énergies au nombre et à la position des atomes de Ni et de Cr se trouvant à proximité des défauts ponctuels. Dans cette étude, nous montrons qu’un modèle d’interactions de paires uniquement basé sur les interactions entre éléments positionnés sur les sites du réseau (éléments d’alliage et lacune) est incapable de prendre en compte seul à la fois les aspects thermodynamiques et cinétiques de la SIR. Une estimation plus précise des barrières de migration est requise pour les espèces migrantes que celle proposée qui ne prend pas en compte l’environnement du point col. Ce travail montre ainsi qu’il est nécessaire de réaliser des calculs DFT des énergies de migration afin d’être en mesure de calibrer un modèle utilisable dans le cadre de simulations de Monte Carlo cinétique atomique. Nous montrons également que l’ajustement de notre modèle sur les données DFT obtenues pour les interstitiels est incompatible avec la modélisation de la SIR aux électrons In pressurized water reactors, under irradiation internal structures are subject of irradiation assisted stress corrosion cracking which is influenced by radiation induced segregation (RIS). In this work RIS of 316 stainless steels is modelled considering a model ternary Fe–10Ni–20Cr alloy. For this purpose we have built an Fe-Ni-Cr pair interaction model to simulate RIS at the atomistic level using an atomistic kinetic Monte Carlo approach. The pair interactions have been deduced from density functional theory (DFT) data available in the pure fcc systems but also from DFT calculations we have performed in the Fe–10Ni–20Cr target alloy. Point defect formation energies were calculated and found to depend strongly on the local environment of the defect. As a consequence, a rather good estimation of these energies can be obtained from the knowledge of the number and respective positions of the Ni and Cr atoms in the vicinity of the defect. This work shows that a model based only on interaction parameters between elements positioned in perfect lattice sites (solute atoms and vacancy) cannot capture alone both the thermodynamic and the kinetic aspect of RIS. A more accurate of estimating the barriers encountered by the diffusing species is required than the one used in our model, which has to depend on the saddle point environment. This study therefore shows thus the need to estimate point defect migration energies using the DFT approach to calibrate a model that can be used in the framework of atomic kinetic Monte Carlo simulations. We also found that the reproduction by our pair interaction model of DFT data for the self-interstitial atoms was found to be incompatible with the modelling of RIS under electron irradiation

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Varotsou, Athina. "Utilisation de modèles physiques pour comprendre la dynamique des ceintures de radiation d'électrons de la Terre." Toulouse, ENSAE, 2005. http://www.theses.fr/2005ESAE0032.

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Abstract:

Depuis la découverte des ceintures de radiation terrestres par James Van Allen, à la ﬁn des années 50, l'intérêt d’explorer cette région qui entoure la Terre et de comprendre la physique impliquée n’a pas cesser de s’exprimer. Cet environnement étant très radioactif, il constitue un danger important pour les satellites en vol et les humains dans l’espace. Pour avancer dans cette direction, le Département d'Environnement Spatial à l'ONERA, centre de Toulouse, a entrepris dans les années 90 le développement d’un modèle physique de ceintures de radiation terrestres, le modèle Salammbô. Depuis sa conception, le modèle Salammbô n’a pas cessé d’évoluer, grâce à la réalisation de plusieurs thèses et de recherches continues. Dans le cadre de cette thèse, le but était d’étudier la dynamique qui caractérise la ceinture externe d’électrons. Très tôt dans l’histoire de la recherche sur les ceintures de radiation, le processus de diffusion radiale a été identiﬁé comme le processus clé de la dynamique observée. A l’heure actuelle, l'accélération locale des électrons par les interactions résonantes avec des ondes de type « whistlers » constitue le candidat le plus probable pour expliquer l'augmentation importante des flux d’électrons de haute énergie, observée suite à un orage magnétique. Les travaux de cette thèse se sont focalisés sur l'étude de l'effet combiné de la diffusion radiale et de ces interactions ondes-électrons en dehors de la plasmasphère. Les résultats de cette étude montrent que les ondes chorus (ondes type « whistlers ») accélèrent fortement les électrons à des énergies relativistes en dehors de la plasmasphère. Quand le processus de diffusion radiale et l'accélération locale des électrons par les ondes sont pris en compte dans les simulations, les deux processus sont en compétition et le résultat ﬁnal dépend de la puissance relative des deux.

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Herrera, Damien. "Prise en compte du temps local dans la modélisation des ceintures de radiation terrestres." Thesis, Toulouse, ISAE, 2017. http://www.theses.fr/2017ESAE0015/document.

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Abstract:

Depuis le début de l’ère spatiale avec le lancement du satellite Spoutnik 1 en 1957, les ceintures de radiationterrestres n’ont cessé de faire l’objet d’études du fait de leur dangerosité pour les satellites mais aussi pour l’êtrehumain. En effet, lors d’une forte activité solaire, l’injection de particules dans cet environnement radiatif peut induiredes flux jusqu’à 1000 fois plus élevés que par temps calme. Par conséquent, il est important d’en comprendrela physique ainsi que la dynamique au cours de ce que l’on appelle un orage géomagnétique. Dans ce but, le Département Physique Instrumentation Environnement et Espace (DPhIEE) de l’ONERA développe depuis maintenantplus de 20 ans la famille de modèles Salammbô reproduisant de façon robuste et en trois dimensions la dynamiquedes particules piégées dans ces ceintures. Néanmoins, bien que précis au-delà d’environ 100 keV, la physique et leshypothèses prises en compte dans ce modèle restent insuffisantes en deçà. En effet, aux basses énergies, les ceintures de radiation ne peuvent plus être considérées comme homogènes autour de la Terre. L’objectif de cette thèse a donc été de prendre en compte une quatrième dimension, le temps magnétique local (MLT), afin de mieux reproduire l’évolution des structures fines lors d’un orage géomagnétique. La première partie s’est portée sur l’optimisation du schéma numérique. L’ajout d’une quatrième dimension induit, via l’apparition d’un terme d’advection, une forte diffusion numérique qu’il convient de limiter, tout en tenant compte du temps de calcul. L’équation statistique implémentée a alors été discrétisée selon un schéma de type Beam-Warming du second ordre couplé à un limiteur Superbee, garantissant une propagation satisfaisante de la distribution initiale. Une fois les problèmes numériquesmaitrisés, les différents mécanismes physiques pilotant la dynamique des particules piégées ont été implémentésdans le code, avec une attention toute particulière sur la dépendance en MLT de l’interaction onde-particule. Laprise en compte des champs électriques magnétosphériques fut également nécessaire. En effet, ils constituent l’undes moteurs principaux du mouvement des particules de basses énergies. Le modèle Salammbô 4D a ensuite étévalidé par comparaison avec le modèle 3D déjà existant sur une simulation de l’orage magnétique de Mars 2015.Les résultats ont montré une bonne restitution de la dynamique des ceintures de radiation, avec en plus l’accès à laphase principale de l’orage. Cet évènement a ensuite été modélisé à plus basse énergie pour constater la dynamiqueasymétrique des électrons piégés avec le rôle prépondérant du champ électrique de convection. La comparaison avecles données du satellite THEMIS a montré une bonne modélisation des différents processus physiques, notammentcelui de « dropout » par traversée de la magnétopause. Enfin, la mise en place d’une condition limite dynamiquemodulée par les paramètres du vent solaire et dépendante du MLT ouvre de nombreuses perspectives Since the beginning of the Space Era with the launch of Spoutnik 1 spacecraft in 1957, the radiation belts havebeen studied by scientists due to their hazardousness on both spacecrafts and humans. Indeed, particles are injectedduring strong solar activity and can induce fluxes thousand times higher than quiet time ones. Thus, it’s veryimportant to understand the nature of physics-based processes and the consecutive dynamic during a geomagneticstorm. For this purpose, the Department Physics Instrumentation Environment and spacE (DPhIEE) at ONERA hasbeen developing the Salammbô models family for more than 20 years which robustly reproduce in three dimensionsthe dynamics of trapped particles in the radiation belts. Nevertheless, although they are reliable at high energy, thephysics-based processes and the hypothesis taken into account are inadequate at lower energies, below a few hundredsof keV. Indeed, the radiation belts can no longer be considered as homogeneous around the Earth. The aim of thisPhD research work was to take into account a fourth coordinate, the Magnetic Local Time (MLT), in order to betterreproduce the thinnest structures occurring during a geomagnetic storm. The first part of this work focused on theoptimization of the numerical scheme. By the emergence of an advective term, the inclusion of a fourth coordinateinduces a strong numerical diffusion that has to be controlled and limited without deteriorating the computingefficiency. So, the implemented statistical equation was discretized using a Beam-Warming scheme coupled with theSuperbee limiter, which guarantee us an adequate propagation of the initial distribution. Once numerical issues havebeen resolved and controlled, all the different mechanisms driving the dynamics of the trapped particles have beenimplemented into the code, taking into account their MLT dependency, especially for the wave-particle interaction.Taking into account the magnetospheric electric fields was also necessary. Indeed, they correspond to one of themain drivers of the low energy particles motion. Then, the Salammbô 4D model has been validated by a comparisonwith the 3D one on a simulation of the March 2015 geomagnetic storm. The results showed a good restitutionof the dynamics of the radiation belts, refining the storm main phase resolution. Thereafter, this event has beensimulated at lower energy to analyze the asymmetry of the dynamics of trapped electrons highlighting the primerole of the convection electric field. The comparison with data from THEMIS spacecraft showed a good modelingof the different physics-based processes, in particular regarding dropouts as controlled by magnetopause shadowingeffect. Finally, the implementation of a solar wind driven outer boundary condition opens up new prospects

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Zhang, Yufang. "Coupled convective heat transfer and radiative energy transfer in turbulent boundary layers." Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00969159.

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Abstract:

If radiation plays an important role in many engineering applications, especially in those including combustion systems, influence of radiation on turbulent flows, particularly on the turbulent boundary layers, is still not well known. The objective is here to perform a detailed study of radiation effect on turbulent flows. An optimized emission-based reciprocal (OERM) approach of the Monte-Carlo method is proposed for radiation simulation using the CK model for radiative gas properties. OERM allows the uncertainty of results to be locally controlled while it overcomes the drawback of the original emission-based reciprocity approach by introducing a new frequency distribution function that is based on the maximum temperature of the domain. Direct Numerical Simulation (DNS) has been performed for turbulent channel flows under different pressure, wall temperatures and wall emissivity conditions. Flow field DNS simulations are fully coupled with radiation simulation using the OERM approach. The role of radiation on the mean temperature field and fluctuation field are analyzed in details. Modification of the mean temperature profile leads to changes in wall conductive heat fluxes and new wall laws for temperature when radiation is accounted for. The influence on temperature fluctuations and the turbulent heat flux is investigated through their respective transport equations whose balance is modified by radiation. A new wall-scaling based on the energy balance is proposed to improve collapsing of wall-normal turbulent flux profiles among different channel flows with/without considering radiation transfer. This scaling enables a new turbulent Prandtl number model to be introduced to take into account the effects of radiation. In order to consider the influence of radiation in the near-wall region and predict the modified wall law, a one-dimensional wall model for Large Eddy Simulation (LES) is proposed. The 1D turbulent equilibrium boundary layer equations are solved on an embedded grid in the inner layer. The obtained wall friction stress and wall conductive flux are then fed back to the LES solver. The radiative power term in the energy equation of the 1D wall model is computed from an analytical model. The proposed wall model is validated by a comparison with the former DNS/Monte-Carlo results. Finally, two criteria are proposed and validated. The first one is aimed to predict the importance of wall radiative heat flux while the other one predicts whether a wall model accounting for radiation in the near wall region is necessary. A parametric study is then performed where a k-ǫ model and a turbulent Prandtl number model are applied to simulate the velocity and temperature field of different channel flows under various flow conditions. The obtained criteria values are analyzed and compared.

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Sallah, Kankoe. "Diffusion spatio-temporelle des épidémies : approche comparée des modélisations mathématiques et biostatistiques, cibles d'intervention et mobilité humaine." Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0607.

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Abstract:

Dans la première partie de cette thèse, nous avons mis en place un métamodèle de transmission du paludisme basé sur la modélisation compartimentale susceptible-infecté-résistant (SIR) et prenant en compte les flux de mobilité humaine entre différents villages du Centre Sénégal. Les stratégies d’intervention géographiquement ciblées, s’étaient avérées efficaces pour réduire l’incidence du paludisme aussi bien dans les zones d’intervention qu’à l’extérieur de ces zones. Cependant, des actions combinées ciblant à la fois le vecteur et l’hôte, coordonnées à large échelle sont nécessaires dans les régions et pays visant l’élimination du paludisme à court/moyen terme.Dans la deuxième partie nous avons évalué différentes méthodes d’estimation de la mobilité humaine en l’absence de données individuelles. Ces méthodes incluaient la traçabilité spatio-temporelle des téléphones mobiles ainsi que les modèles mathématiques de gravité et de radiation. Le transport de l’agent pathogène dans l’espace géographique, par la mobilité d’un sujet infecté est un déterminant majeur de la vitesse de propagation d’une épidémie. Nous avons introduit le modèle d’impédance qui minimise l’erreur quadratique moyen sur les estimations de mobilité, en particulier dans les contextes où les ensembles de population sont caractérisés par leurs tailles hétérogènes.Nous avons enfin élargi le cadre des hypothèses sous-jacentes à la calibration des modèles de gravité de la mobilité humaine. L’hypothèse d’une distribution avec excès de zéros a fourni un meilleur ajustement et une meilleure prédictibilité, comparée aux hypothèses classiques n’assumant pas un excès de zéros : Poisson, Quasipoisson In the first part of this thesis, we have developed a malaria transmission metamodel based on the susceptible-infected-resistant compartmental modeling framework (SIR) and taking into consideration human mobility flows between different villages in the Center of Senegal. Geographically targeted intervention strategies had been shown to be effective in reducing the incidence of malaria both within and outside of intervention areas. However, combined interventions targeting both vector and host, coordinated on a large scale are needed in regions and countries aiming to achieve malaria elimination in the short/medium term.In the second part we have evaluated different methods of estimating human mobility in the absence of real data. These methods included spatio-temporal traceability of mobile phones, mathematical models of gravity and radiation. The transport of the pathogen through the geographical space via the mobility of an infected subject is a major determinant of the spread of an epidemic. We introduced the impedance model that minimized the mean square error on mobility estimates, especially in contexts where population sets are characterized by their heterogeneous sizes.Finally, we have expanded the framework of assumptions underlying the calibration of the gravity models of human mobility. The hypothesis of a zero inflated distribution provided a better fit and a better predictability, compared to the classical approach not assuming an excess of zeros: Poisson, Quasipoisson

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Cartiaux, Benjamin. "Etude de l'effet radio-sensibilisant de nanotubes de carbone dans le modèle de glioblastome canin spontané, en vue d'un développement chez l'Homme." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30133.

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Abstract:

Les gliomes représentent les tumeurs primaires les plus fréquentes du système nerveux central avec le pronostic le plus mauvais, malgré une prise en charge précoce associée à un traitement agressif et multimodal. De nouvelles thérapies sont donc à l'étude afin d'améliorer la médiane de survie des patients. Parmi ces pistes de recherche, l'optimisation de la radiothérapie (RT) du glioblastome (GBM) est un enjeu majeur. Dans ce contexte, l'utilisation de nanotubes de carbone (NTC) est prometteuse : en plus d'être potentiellement radio-sensibilisants, les NTC contenant du gadolinium (Gd) peuvent aider à mieux délimiter le volume cible tumoral en Imagerie par Résonance Magnétique (IRM). Contrairement au modèle d'étude actuel qu'est la souris avec un certain nombre de limites, le chien est un modèle particulièrement adapté car il peut spontanément développer un GBM d'une taille suffisante pour utiliser le même matériel de RT et d'imagerie qu'en médecine humaine, facilitant ainsi la transposition directe des méthodes. Cette étude vise donc à valider la pertinence de modèles cellulaires de GBM canins en radio-oncologie comparée en caractérisant 5 lignées cellulaires de gliome canin et à évaluer la capacité des NTC à radio-sensibiliser des lignées de GBM canins. L'étude de ces 5 lignées cellulaires canines a montré de nombreuses analogies entre le chien et l'homme. La morphologie des cellules est identique, de même que le temps de doublement, le test de clonalité et le caryotype. L'étude immunohistochimique des protéines de surface, sur les lignées cellulaires et après injection stéréotaxique sur des souris révèle aussi une similarité étroite. Les cellules gliales canines et humaines ont un profil de radiosensibilité similaire. La pénétration des NTC au sein des cellules tumorales a pu être mis en évidence à l'aide de la microscopie bi-photonique. Des études complémentaires sont nécessaires pour démontrer un effet radiosensibilisant des NTC. L'excitation laser des NTC lors de l'observation au microscope bi-photonique a montré un effet photothermique intéressant qui pourrait être approfondi au cours d'études ultérieures. Le modèle canin et les nanotubes de carbone ont fourni des résultats intéressants, qui en font des éléments d'intérêt dans l'étude des gliomes Despite several aggressive and multimodal treatments, gliomas represent the most frequent brain tumor with the worst prognostic associated. In order to enhance median survival, researchers are looking for optimization of radiotherapy (RT) for glioblastoma (GBM). In this context, the use of carbon nanotubes (CNTs) is promising: in addition to being potentially radio-sensitizing, CNTs containing gadolinium (Gd) can help to better define the tumor target volume in Magnetic Resonance Imaging (MRI). Unlike the current study model of the mouse with its number of limitations, dog is a particularly suitable model because it can spontaneously develop a GBM of sufficient size to use the same RT and imaging equipment as in human medicine, facilitating thus the direct transposition of methods. This study therefore aims to validate the relevance of cell models of canine GBM in comparative radiation oncology by characterizing 5 cell lines of canine glioma and to assess the capacity of CNTs to radio-sensitize canine GBM lines. Study of these 5 canine cell lines shows numerous analogies between dogs and humans. Cell morphology is identical, such as doubling time, clonality test and karyotype. Immunohistochemical study of surface proteins, directly on cell lines and after stereotaxic injection in mice also reveals close similarity. Radiosensitivity profile of glial cells between human and dog is alike. CNT penetration into tumor cells is demonstrated using two-photon microscopy. Therefore, further studies are needed to demonstrate a radiosensitizing effect of CNTs. Laser excitation of CNTs with bi-photon microscope showed an interesting photothermal effect which could be further explored in further studies. The canine model and carbon nanotubes have provided interesting results which are elements of interest in the study of gliomas

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Labonne, Gaëlle. "Modèle de développement et évolution du patron dentaire chez les rongeurs actuels et fossiles : radiation adaptative et émergence de phénotype : le cas des Arvicolinae (Rodentia)." Thesis, Dijon, 2014. http://www.theses.fr/2014DIJOS086/document.

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Abstract:

L’évolution de la dentition des mammifères se caractérise par d’importantes innovations morphologiques comme la mise à occlusion et l’hétérodontie. Parmi rongeurs, dont la formule dentaire est fortement réduite, les arvicolinés possèdent une dentition hautement dérivée, avec des molaires prismatiques et hypsodontes. L’objectif de cette thèse est d’explorer les différentes innovations morphologiques de la dentition au travers des aspects développementaux et adaptatifs. Les méthodes de morphométrie géométrique sont utilisées sur les molaires, les incisives et les mandibules afin d’explorer les dynamiques de développement et d’évolution de la dentition. Un modèle développemental permettant de prédire les proportions de molaires inférieures est examiné et validé à l’échelle de l’ordre des rongeurs ; il peut également être étendu à la prémolaire. De plus, le lien entre la morphologie dentaire, notamment les proportions de molaires, et le régime alimentaire est complexe, un caractère morphologique ne reflétant pas directement une alimentation. Cependant les covariations entre les molaires marquent le mouvement de mastication et ainsi la fonction. Nos résultats confirment une imbrication complexe des contraintes historiques, fonctionnelles et développementales dans l’interprétation des morphologies. Les différentes composantes de la mandibule présentent une organisation hiérarchique complexe. Le développement de la dentition des mammifères est gouverné par des processus similaires mais des mécanismes tels que l’hétérochronie ont pu conduire à une diversification des phénotypes au cours du temps The evolution of mammalian dentition is defined by profound morphological modifications as occlusion and heterodonty. Among rodents, characterized by a reduced dental formula, arvicolines have a highly derived dentition, with prismatic and hypsodont molars. The aim of this Ph.D thesis is to explore various morphological innovations through developmental and adaptive aspects. Geometric morphometric methods were used on molars, incisors and mandibles to investigate the dynamics of development and evolution of dentition. A developmental model predicting molar proportions is tested and confirmed for the rodent order; it could be also extended to the premolar. The relationship between dental morphology, in particular molar proportions, and diet is complex, diet being not directly inferred from one morphological trait. Yet, covariations between molars inform on masticatory movement and thus on function. Our results confirmed that morphologies could be understood from a complex combination of historical, functional and developmental constraints. The various structures of the mandible have a complex hierarchical organization. The development of mammalian dentition is controlled by similar processes but through times, mechanisms as heterochrony may lead to a diversification of phenotypes

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Lamet, Jean-Michel. "Transferts radiatifs dans les écoulements hypersoniques de rentrée atmosphérique terrestre." Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00453309.

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Abstract:

Le dimensionnement des protections thermiques des véhicules spatiaux nécessite la connaissance des flux de chaleur à la surface de l'engin. Pour le type de rentrée atmosphérique étudié dans ces travaux (rentrée terrestre à 10-12 km/s ou plus), le rayonnement contribue de manière significative à l'échauffement pariétal. Nous présentons dans cette étude, le développement et la mise en œuvre de modèles et d'outils numériques permettant de prédire les transferts radiatifs dans les couches de choc de rentrée terrestre hors d'équilibre en géométrie multi-dimensionnelle. Nous avons d'abord formulé dans une approche raie par raie l'expression des propriétés radiatives relatives à des plasmas de N2-O2 hors d'équilibre. Cette formulation est adaptée à une modélisation multi-température et/ou une modélisation par niveau électronique du déséquilibre thermique. Les expressions obtenues ont été mises en œuvre sur le cas d'épreuve FIRE II afin de déterminer les luminances au point d'arrêt pour quatre points de trajectoire. Les résultats montrent un bon accord global avec les données en vol dans les différents intervalles de mesure allant de l'IR à l'UV, hormis pour le point de rentrée le plus hors d'équilibre. Les calculs montrent également que la partie VUV du spectre contribue de manière très importante à la luminance à la paroi et que la prise en compte du déséquilibre chimique est primordiale. Un modèle approché de propriétés radiatives a ensuite été développé sur la base d'un modèle statistique à bandes étroites (MSBE) pour les systèmes électroniques moléculaires optiquement non minces (dans notre application), d'un modèle à coefficients d'émission et d'absorption moyennés par bande étroite pour les systèmes électroniques optiquement minces et les continua, et d'une approche raie par raie pour les transitions lié-lié atomiques. La mise en œuvre de cette modélisation hybride a nécessité une formulation adaptée de l'ETR pour tenir compte du déséquilibre et des corrélations spectrales. Des validations systématiques du MSBE, contribution par contribution, ont été réalisées. Le modèle hybride a ensuite été validé sur le cas d'épreuve FIRE II par rapport à des calculs raie par raie. Le modèle hybride a été implémenté dans le solveur radiatif ASTRE, code basé sur une approche de Monte Carlo. L'implémentation a été validée par rapport à une méthode de lancer de rayons sur une con_figuration plans tangents. Des calculs 3D de rayonnement ont ensuite été réalisés sur le cas d'épreuve FIRE II. Les résultats montrent des écarts de l'ordre de 10-15 % sur les flux au point d'arrêt par rapport aux résultats obtenus dans l'approximation des plans tangents habituellement utilisée dans la littérature. Les outils développés permettent d'obtenir des résultats relativement bien convergés (5 %) en géométrie tri-dimensionnelle (100000 cellules) en un temps CPU raisonnable permettant d'envisager des calculs couplés à terme.

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Tang, Chao. "Model estimations of possible climate changes of surface solar radiation at regional scales over Southern Africa and the South West Indian Ocean." Thesis, La Réunion, 2017. http://www.theses.fr/2017LARE0055/document.

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Abstract:

Les variations du rayonnement solaire en surface (SSR) peuvent avoir un impact significatif sur divers aspects du système climatique, et notamment sur le développement socio-économique d’un pays. Pour identifier les impacts possibles du changement climatique sur le rayonnement solaire en surface à l'échelle régionale (~ 50 km) en Afrique australe jusqu'à la fin du 21ème siècle, on a analysé les données mensuelles produites dans le cadre du projet CORDEX-Afrique sur la période 1979-2099. Ces données sont issues des sorties de 5 modèles régionaux de climat (RCM) forcés par 10 modèles globaux de climat (GCM) CMIP5, pour deux scénarios d’émissions, RCP4.5 et RCP8.5, en Afrique australe (SA) et sur une partie du SWIO (0-40°S ; 0- 60°E). Pour contribuer au projet futur proposé qui vise à approfondir l'étude des changements de SSR à l'échelle locale (~ 1 km de résolution horizontale) à l'île de la Réunion et à l'île Maurice, situées dans le Sud-ouest de l'océan Indien (SWIO), près du bord d’Est du domaine CORDEX-Afrique, des simulations climatiques ont été réalisées sur trois fenêtres temporelles de 10 ans : a) le passé 1996-2005 ; et b) le futur 2046-2055 et 2090-2099, en utilisant la version 4 du RCM RegCM (RegCM4), forcé par : 1) les réanalyses climatiques ERA-Interim (ERAINT) du centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (ECMWF) pour simuler un passé récent seulement ; et 2) deux GCMs (HadGEM2-ES et GFDL-ESM2M) de l’exercice CMIP5 de simulations du climat passé et futur pour le scénario d’émissions RCP8.5 à l’échelle régionale de 50km en Afrique australe et dans le sud-ouest de l’océan Indien (0-40°S ; 0- 100°E). L’analyse de l’impact du changement climatique sur le SSR sur la base de ces simulations reste cependant limitée, à cause de leur couverture temporelle (3 périodes de 10 ans) et du nombre de modèles (2 GCMs, 1 RCM) et de scénarios (1 RCP) utilisés. Il ressort de l’analyse des simulations de l’ensemble CORDEX-Afrique que : 1) sur la période passée récente, les GCMs forceurs surestiment généralement SSR d'environ 1 W/m2 en été austral (DJF : Décembre-Janvier-Février), et de 7,5 W/m2 en hiver austral (JJA : Juin-Juillet-Août), tandis que les RCMs, forcés par ces GCMs, sous-estiment SSR d'environ -32 W/m2 et de -14 W/m2 en été et en hiver, respectivement. 2) Les projections multi-modèles de changement de SSR simulées par les RCMs et leurs GCMs forceurs sont assez cohérentes. Les GCMs prévoient, en moyenne multi-modèles, une augmentation statistiquement significative de SSR d'environ 8 W/m2 en 2099 selon le scénario RCP4.5 et de 12 W/m2 en 2099 selon le scénario RCP8.5 sur le Centre de l’Afrique australe (SA-C), et une diminution de SSR, avec un degré de confiance élevé, d'environ -5 W/m2 en 2099 selon le scénario RCP4.5 et de -10 W/m2 en 2099 selon le scénario RCP8.5, pendant la saison DJF, en Afrique équatoriale (EA-E). Dans ces deux régions, les RCMs produisent, en moyenne multi-modèles, des tendances similaires (avec un degré de confiance élevé) à celles des GCMs, mais sur des zones d’extension spatiale plus faible que celle des GCMs. Cependant, pour la saison JJA, une augmentation de SSR, d'amplitude similaire dans les simulations GCMs et RCMs (~5 W/m2 en 2099 selon le scénario RCP4.5 et 10 W/m2 selon le scénario RCP8.5), est attendue dans la région EA-E. 3). Une diminution significative de la nébulosité (environ -6% en 2099) est attendue sur le continent sud-africain pour les GCMs comme pour les RCMs. 4) Le scénario RCP8.5 produit des changements d’amplitude supérieure de 2.5W/m2 pour les GCMs forceurs et de 5W/m2 pour les RCMs en 2099 à celle pour le scénario RCP4.5. 5). Comme pour les sorties du modèle RegCM4, les structures des biais ou des changements de SSR issu des RCMs du programme CORDEX-Afrique sont globalement corrélées avec celles de couverture nuageuse totale des RCMs. L’analyse des sorties du modèle RegCM4 indique que : Changes in Surface Solar Radiation (SSR) have the potential to significantly impact diverse aspects of the climate system, and notably the socio-economic development of any nation. To identify the possible impacts of climate change on SSR at regional scales (~50 km) over Southern Africa and the South West Indian Ocean (SA-SWIO; 0-40°S ; 0- 100°E) up to the end of the 21st century, a slice downscaling experiment consisting of simulations covering three temporal windows: a) the present 1996-2005; b) the future 2046-2055 and 2090-2099 conducted with the Regional Climate Model (RCM) RegCM version 4, driven by the European Center for Medium-range Weather Forecasting (ECMWF) ERA-Interim reanalysis (ERAINT, only present) and 2 Global Climate Model (GCMs: HadGEM2-ES and GFDL-ESM2M) from the Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5) under RCP8.5 scenario, are performed and evaluated. Since the slice simulation is of limited temporal coverage, number of regional and driven global models and climate change forcings, mainly because of the limit of available computational resources, the study towards a comprehensive knowledge of SSR changes in context of climate change is thus extended: an ensemble consisting of outputs from 20 regional climate downscaling realisations based on 5 RCMs that participated in the Coordinated Regional Downscaling Experiment (CORDEX) program (CORDEX-Africa) along with their 10 driving GCMs from CMIP5 covering southern Africa (0-40°S; 0- 100°E) during the period of 1990-2099 is analyzed under RCP4.5 and RCP8.5 up to 2099.The slice experiment indicates that 1) RegCM4 simulates present-day seasonal climatology, (surface air temperature, precipitation and SSR) quite well, but has a negative total cloud cover bias (about -20% in absolute percentage) when forced by the ERAINT and the two GCMs. 2) Internal variability of RegCM4-simulated annual means SSR (about 0.2 W/m2) is of one order smaller than the model bias compared with reference data. 3) RegCM4 simulates SSR changes in opposite signs when driven by the different GCMs under RCP8.5 scenario. 4) Electricity potential calculated using first-order estimation based on the RegCM simulations indicates a change less then 2% to 2099 with respect on present level.It is also found from the ensemble study that: 1) GCMs ensemble generally overestimates SSR by about 1 W/m2 in austral summer (December, January, and February, short as DJF) and 7.5 W/m2 in austral winter (June, July and August, short as JJA), while RCMs ensemble mean shows underestimations of SSR by about -32 W/m2 and -14 W/m2 in summer and winter seasons respectively when driven by GCMs. 2) Multi-model mean projections of SSR change patterns simulated by the GCMs and their embedded RCMs are fairly consistent. 3) GCMs project, in their multi-model means, a statistically significant increase of SSR of about 8 W/m2 in RCP4.5 and 12 W/m2 in RCP8.5 by 2099 over Centre Southern Africa (SA-C) and a highly confident decreasing SSR over Eastern Equatorial Africa (EA-E) of about -5 W/m2 in RCP4.5 and -10 W/m2 in RCP8.5 during the DJF season. RCMs simulate SSR change with statistical confidence over SA-C and EA-E area as well with a little spatial extension compared to GCMs. However, in the JJA season, an increase of SSR is found over EA-E of about 5 W/m2 by 2099 under RCP4.5 and 10 W/m2 under RCP8.5, of similar amplitudes in both the GCMs and RCMs simulations. 4) Significant cloudiness decrease (about -6 % to 2099) is found over continent of SA for GCMs and also shown in RCMs. 5) Larger SSR changes are found in the RCP8.5 scenario than in the RCP4.5 scenario in 2099, with about 2.5 W/m2 enhanced changes in GCMs and about 5 W/m2 in RCMs. 6) Either the biases or the changes pattern of SSR are overall correlated with the patterns of total cloud cover from RCMs in CORDEX-Africa program (for RegCM4 as well). The slice experiment indicates that

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Drissi, Mohamed. "Un modèle de propagation de feux de végétation à grande échelle." Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4704.

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Abstract:

Le présent travail est consacré au développement et à la validation d'un modèle hybride de propagation d'un incendie de végétation à grande échelle prenant en compte les hétérogénéités locales liées à la végétation, à la topographie du terrain et aux conditions météorologiques. Dans un premier temps, on présente différentes méthodes permettant de générer un réseau amorphe, représentatif d'une distribution réaliste de la végétation. Le modèle hybride est un modèle de réseau où les phénomènes qui se produisent à l'échelle macroscopique sont traités de façon déterministe, comme le préchauffage du site végétal provenant du rayonnement de la flamme et des braises et de la convection par les gaz chauds, mais aussi son refroidissement radiatif et son inflammation pilotée. Le rayonnement thermique provenant de la flamme est calculé en combinant le modèle de flamme solide à la méthode de Monte Carlo et en considérant son atténuation par la couche d'air atmosphérique entre la flamme et la végétation réceptive. Le modèle est ensuite appliqué à des configurations simples de propagation sur un terrain plat ou incliné, en présence ou non d'un vent constant. Les résultats obtenus sont en bon accord avec les données de la littérature. Une étude de sensibilité a été également menée permettant d'identifier les paramètres les plus influents du modèle, en termes de vitesse de propagation du feu, et de les hiérarchiser. La phase de validation a portée sur l'analyse comparative des contours de feux calculés par le modèle avec ceux mesurés lors d'un brûlage dirigé réalisé en Australie et d'un feu réel qui a lieu en Corse en 2009, montrant un très bon accord en termes de vitesse de propagation The present work is devoted to the development of a hybrid model for predicting the rate of spread of wildland fires at a large scale, taking into account the local heterogeneities related to vegetation, topography, and meteorological conditions. Some methods for generating amorphous network, representative of real vegetation landscapes, are proposed. Mechanisms of heat transfer from the flame front to the virgin fuel are modeled: radiative preheating from the flame and embers, convective preheating from hot gases, radiative heat losses and piloted ignition of the receptive vegetation item. Flame radiation is calculated by combining the solid flame model with the Monte Carlo method and by taking into account its attenuation by the atmospheric layer between the flame and the receptive vegetation. The model is applied to simple configurations where the fire spreads on a flat or inclined terrain, with or without a constant wind. Model results are in good agreement with literature data. A sensitivity study is conducted to identify the most influential parameters of the model. Eventually, the model is validated by comparing predicted fire patterns with those obtained from a prescribed burning in Australia and from a historical fire that occurred in Corsica in 2009, showing a very good agreement in terms of fire patterns, rate of spread, and burned area

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Christidis, Nikolaos. "Halocarbon radiative forcing in radiation and general circulation models." Thesis, University of Reading, 1999. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.312563.

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Li, Qi. "Intermittency of Global Solar Radiation over Reunion island : Daily Mapping Prediction Model and Multifractal Parameters." Thesis, La Réunion, 2018. http://www.theses.fr/2018LARE0016/document.

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Abstract:

Les îles tropicales sont soumises à un ennuagement hétérogène et changeant rapidement. Par ailleurs, elles ont une ressource solaire importante mais significativement variable d’un jour à l’autre. Dans le sud-ouest de l’océan indien (SWIO), La Réunion fait partie de ces îles tropicales ayant un potentiel solaire colossal mais fortement intermittent. Dans cette étude, nous proposons une nouvelle approche de prévision déterministe des cartes journalières rayonnement solaire (SSR), basée sur quatre modèles de régression linéaire : une régression linéaire multiple (MLR), une régression en composantes principales (PCR), une régression des moindres carrés (PLSR) et une régression pas à pas (stepwise--SR). Ces quatre régressions sont appliquées sur les données satellites SARAH-E (CM SAF) à 5km de résolution entre 2007 et 2016, en vue d’en effectuer la prévision. Pour obtenir de meilleures performances, nous proposons d'inclure les paramètres multi-fractale (H,C_1 et α) comme nouveaux paramètres prédictifs. Ceux-ci sont obtenus à partir de l'analyse de l'intermittence du SSR basée sur la méthode d’analyse d’ordre spectral arbitraire de Hilbert. Cette analyse qui est une extension de la transformation d’Hilbert Huang (HHT) est utilisée afin d’estimer l’exposant d’échelle ξ(q). On effectue la combinaison d’une décomposition en mode empirique et de l’analyse spectrale de Hilbert (EMD + HSA). Dans une première étape, l’analyse multi-fractale est appliquée sur une mesure du SSR d'une seconde échelle à partir d'un pyranomètre SPN1 à Moufia en 2016. La moyenne infra journalière, journalière et saisonnière de la structure multi-fractale a été dérivée, et la loi d’échelle d’exposants ξ(q) a été analysée. Dans une seconde partie, l’analyse de l’intermittence est effectuée sur les mesures du SSR, d'une période d’une minute, à partir le réseau de SPN1 contenant 11 stations en 2014. Les modèles spatiaux pour toutes les stations avec les paramètres multi-fractales H,C_1 et α sont mis en évidence. La variabilité de la largeur du spectre de singularité est considérée pour étudier l'intermittence spatiale et la multi-fractalité dans l'échelle quotidienne et l'échelle saisonnière. Sur la base de ces analyses d'intermittence faites sur les mesures de plusieurs stations, les paramètres multi-fractaux universels (H,C_1 et α) pourraient être choisis comme de nouveaux prédicteurs afin d’indiquer les propriétés multi-fractales du SSR Due to the heterogeneous and rapidly-changing cloudiness, tropical islands, such as Reunion Island in the South-west Indian Ocean (SWIO), have significant solar resource that is highly variable from day-to-day. In this study, we propose a new approach for deterministic prediction of daily surface solar radiation (SSR) maps based on four linear regression models: multiple linear regression (MLR), principal component regression (PCR), partial least squares regression (PLSR), and stepwise regression (SR), that we have applied on the SARAH-E@5km satellite data (CM SAF) for the period during 2007-2016. To improve the accuracy of prediction, the multifractal parameters (H,C_1 and α) are proposed to include as new predictors in the predictive model. These parameters are obtained from the analysis of SSR intermittency based on arbitrary order Hilbert spectral analysis. This analysis is the extension of Hilbert Huang Transform (HHT) and it is used to estimate the generalized scaling exponent ξ(q). It is the combination of the Empirical Mode Decomposition and Hilbert spectral analysis (EMD+HSA). In a first step, the multifractal analysis is applied onto one-second SSR measurements form a SPN1 pyranometer in Moufia in 2016. The mean sub-daily, daily and seasonal daily multifractal patterns are derived, and the scaling exponent ξ(q) is analyzed. In a second step, the intermittency study is conducted on one-minute SSR measurements from a SPN1 network with 11 stations in 2014. The spatial patterns for all the stations with the multifractal parameters H,C_1 and α are shown. The variability of singularity spectrum width is considered to study the spatial intermittency at the daily and seasonal scale. Based on this intermittency analysis from measurements at several stations, the universal multifractal parameters (H,C_1 and α) could be taken as new predictors for indicating the multifractal properties of SSR

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Buisset-Goussen, Adeline. "Etude des effets multigénérationnels d'une exposition chronique aux rayonnements ionisants chez un organisme modèle : le nématode Caenorhabditis elegans." Thesis, Aix-Marseille, 2014. http://www.theses.fr/2014AIXM4077/document.

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Abstract:

L'évaluation de l'impact écologique d'une exposition aux rayonnements ionisants est devenue une préoccupation majeure. L'objectif de ce doctorat était d'étudier les effets multigénérationnels d'une irradiation gamma chronique selon une approche intégrée, des traits d'histoire de vie aux mécanismes subcellulaires chez un organisme modèle, le nématode Caenorhabditis elegans. L'étude des effets d'une irradiation gamma chronique sur les traits d'histoire de vie de C. elegans a d'abord été effectuée. Pour cela, trois générations ont été exposées et deux générations ont été placées en environnement « contrôle » après exposition parentale. Puis, différents mécanismes subcellulaires pouvant expliquer les effets observés sur les traits d'histoire de vie ont été par la suite caractérisés. Les résultats obtenus ont mis en évidence que (i) la reproduction était le critère d'effet le plus sensible, (ii) une augmentation de la radiosensibilité était observée sur trois générations exposées et (iii) les effets de la génération parentale étaient transmis aux générations non-exposées. Une augmentation de l'apoptose, une diminution du stock de spermatozoïdes et du nombre de cellules mitotiques semblent expliquer la diminution de la reproduction dans les générations exposées. Seule une diminution du nombre de spermatozoïdes a été observée en parallèle d'une diminution de la reproduction dans les générations placées non exposées. Ce projet de recherche a permis d'apporter des connaissances sur les effets multigénérationnels d'une irradiation gamma et montre l'intérêt d'utiliser une approche intégrée pour mieux comprendre les mécanismes d'action liés à l'action d'un polluant The environmental risk assessment of chronic exposure to ionizing has become a major concern. The aim of this PhD was to study the multigenerational effects of chronic gamma radiation in an integrated manner (to the life history traits from the subcellular mechanisms) in a model organism, the nematode Caenorhabditis elegans. First, studying the effects of chronic gamma radiation on the life history traits of C. elegans was performed. For that, three generations have been exposed to different dose rates and two generations have been placed in "control" environment after parental exposure. The second part of this thesis aimed to characterize the different subcellular mechanisms that could explain the observed effects on the life history traits after multigenerational exposure. The results showed that (i) the reproduction was the most sensitive endpoint to gamma radiation, (ii) an increase in radiosensitivity was observed over three exposed generations and (iii) the effects of the parental generation were transmitted to the non-exposed generations. An increase in apoptosis, a reduction in the stock of sperm, and to a lesser extent, a decrease in the number of mitotic cells, could explain the observed decrease in reproduction for the exposed generations. Only a decrease in sperm number was observed in parallel with a reduction in the cumulative number of larvae in the non-exposed generations. This research contributes to our knowledge on the multigenerational effects of gamma irradiation and shows the importance of an integrated approach to better understand the mechanisms of action related to the action of a pollutant and improve the environmental risk assessment

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Diakite, Cheick. "Identification d’un modèle de mesure au sol du diagramme de rayonnement des antennes installées sur aéronefs." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018AZUR4007.

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Abstract:

La détermination du diagramme de rayonnement d’une antenne installée sur un porteur est indispensable pour la validation des systèmes RF auxquels sont associées ces antennes. Lorsque l’antenne est placée sur le porteur, la structure rayonnante est formée par l’antenne et le porteur. Le diagramme doit être déterminé à grande distance de la source dans la zone de champ lointain. Suivant la fréquence de travail et la taille de la source rayonnante, cette distance peut être grande. Elle est par exemple de l’ordre 85m lorsque l’on cherche à caractériser à 88MHz une source rayonnante de dimension maximale 12m. Actuellement, cette distance de champ lointain, est obtenue lors des essais en vol au cours desquels l’aéronef est à 80km de la station sol relevant le diagramme. Cette méthode de caractérisation n’est pas tenable à long terme, en raison de son coût et des temps de mesure. C’est pourquoi Airbus Helicopter veut mettre en œuvre une mesure au sol mais ce dernier perturbe grandement le rayonnement. La méthode de caractérisation retenue permet d’effectuer les mesures au sol dans un espace réduit et permet de s’affranchir de l’influence du sol. La méthode retenue repose sur la caractérisation en champ proche dans une géométrie cylindrique, associée à une technique de correction de diagramme de rayonnement basée sur la décomposition de modes. La mesure champ proche requiert l’acquisition des données de champ proche sur une surface cylindrique, puis un algorithme de transformation développé en environnent MATLAB effectue le passage en champ lointain. Le champ lointain est décomposé en modes cylindriques, puis un filtrage modal est appliqué pour s’affranchir de l’influence du sol Aircraft antennas radiation pattern must be measured before radiofrequency systems deployment. When an antenna is on the aircraft, radiating structure is not only antenna element but it’s the set antenna and aircraft. Radiation pattern have to be determined at great distance from the radiating structure. This distance is located in area called far field area depending on the frequency of operation and the maximal size of the aircraft. For example, to measure an antenna on an aircraft of 12 m of long at 88 MHz; the far field area is at 85m.To get this distance, flight measurement is performed. During flight test, radiation pattern is determined by a ground station which is at 80 km of the aircraft. This method is very expensive and takes much time and causes serious delays on aircraft delivery. For these reasons Airbus Helicopters explores new innovative solution, like as radiation pattern measurement on the ground. The last one disturbs the radiation pattern. The proposed method allows to perform measurement in compact volume and cancel out the ground influence. Proposed solution is based on cylindrical near field measurement, and cylindrical modes decomposition. Near field data are scanned on cylinder surface, then an algorithm developed on MATLAB environment do near field to far field transformation. Cylindrical modes decomposition and modal filtering rid of ground reflections. Proposed solution has been validated numerically through comparison with electromagnetic simulator software results. Antenna measurement range in the laboratory has served to validate experimentally the proposed solution on a prototype in scale size

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Tajouri, Afif. "Amélioration de la précision de modèles des fours radiatifs et optimisation des paramètres de chauffage par méthodes métaheuristiques : Application au procédé de thermoformage de pare-brise." Thesis, Paris, ENMP, 2012. http://www.theses.fr/2012ENMP0109.

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Abstract:

La fabrication du pare-brise automobile est réalisée par un procédé de thermoformage dans un four tunnel où des feuilles de verre subissent un chauffage différentiel par rayonnement par des centaines d'éléments chauffants électriques contrôlés individuellement. Ces travaux ont pour objectif final de répondre à une problématique industrielle formulée en tant que problème d'optimisation. Elle consiste à aider le conducteur du four à retrouver la cartographie de puissance qui permet d'obtenir le champ de température nécessaire à la surface du verre afin d'aboutir à une forme souhaitée. Pour y parvenir, un modèle du four basé sur la méthode de réseau de composants est utilisé afin de simuler le cycle de chauffage. Dans un premier temps, la précision de la température calculée est améliorée par identification paramétrique en se référant à des données de mesures effectuées in situ. Une étude de sensibilité locale et globale a été réalisée au préalable. Par la suite, dans le but d'accélérer ces calculs, une méthode d'optimisation originale est proposée. Elle consiste à combiner la méthode métaheuristique du Recuit Simulé et l'Algorithme de Re-revêtement pour identifier l'émissivité multi-bande des matériaux. Après avoir effectué une validation sur un modèle simplifié 3D de four radiatif de traitement de matériaux, la méthode originale est appliquée pour le modèle du four réel. Outre l'amélioration de la précision des résultats de la simulation, la nouvelle démarche réduit considérablement le temps de calcul. Dans la deuxième partie du travail, plusieurs méthodes métaheuristiques, telles que l'Algorithme Génétique, le Recuit Simulé, la Recherche Tabou ainsi que leur hybridation sont expérimentées pour un modèle simplifié d'une enceinte radiative. Les résultats montrent que la combinaison de l'Algorithme Génétique et du Recuit Simulé a permis d'accélérer la convergence pour atteindre les champs de températures souhaités sur la surface du produit. Cette méthode est par la suite appliquée avec succès pour inverser le modèle du four afin de retrouver les paramètres de commande du four The manufacturing of automobile windshield is produced by a thermoforming process in a tunnel furnace where glass undergoes differential heating radiation by hundreds of electrical heating elements individually controlled. The final purpose of this work is to answer a real industrial problem, which is formulated as an optimization problem. It aims at assisting the furnace driver to find the setting that allows obtaining the required temperature distribution on the glass design in order to achieve the desired shape. Based on the method of network components, a model of the furnace is used to simulate the heating cycle. As a first step of this work, the accuracy of the temperature calculated is improved by parametric identification by referring to the data of measurements taken in situ. A local and global sensitivity analysis was performed beforehand. Thereafter, in order to accelerate these calculations, an original and optimization method is proposed. It consists in combining the Simulated Annealing metaheuristic method and the Replating Algorithm to identify multi-band emissivity. First, the original method validation is performed on a simplified 3D model of radiative enclosure, and then applied to the real furnace model. The new approach significantly reduces the computation time while improving the accuracy of the simulation results. In the second part of this work, several metaheuristic methods, such as Genetic Algorithm, Simulated Annealing, Tabu Search, and their hybridization are tested on a simplified model of a radiative enclosure. Results show that the combination of Genetic Algorithm and Simulated Annealing has accelerated the convergence to achieve the desired temperature fields on the product surface. This new method is successfully applied to the real furnace model to find the optimal control parameters

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Leste, Jérémy. "Mise en œuvre et apports cliniques d'un modèle Monte-Carlo d'un accélérateur linéaire de radiothérapie externe." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30242.

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Abstract:

La validation des traitements de radiothérapie repose sur le calcul de la dose absorbée. Les algorithmes utilisés en routine clinique sont rapides mais limités dans certains cas. Dans ces situations, le calcul Monte-Carlo (MC) reste la référence. Cependant, celui-ci est complexe à mettre en place, et nécessite d'importantes ressources de calcul. Dans ce contexte, ces travaux de thèse ont consisté à élaborer une solution de double calcul MC applicable sur des cas cliniques, et à en étudier les apports. Pour ce faire nous avons développé un package nommé GAMMORA (GAte Monte carlo MOdel for RAdiotherapy). Il comprend la modélisation MC du TrueBeam (Varian) implémenté sur la plateforme GATE, ainsi qu'un script Python permettant de générer automatiquement les macros des simulations pour tous les types de traitements (électrons, VMAT, SRS, SBRT, VMAT-SBRT) à partir des données DICOM du patient. Le modèle étant déjà validé pour des applications simples de faisceaux de photons (X-RTE), nous l'avons complété en y intégrant la modélisation des faisceaux d'électrons (e-RTE) et celles de cas cliniques complexes. En parallélisant les simulations sur le mésocentre de calcul CALMIP, nous atteignons des temps de calcul raisonnables avec une incertitude statistique toujours inférieure à 2% dans les zones d'intérêts (de 10 min pour l'e-RTE à 3 h pour l'X-RTE). Pour éviter l'utilisation de fichiers d'espaces des phases (PHSP) volumineux, nous avons créé et validé un générateur de particules à partir d'un apprentissage profond (GAN) basé sur les PHSP constructeur. Pour l'e-RTE, les applicateurs ont été modélisés pour des champs simples et complexes. Les simulations ont été validées en les comparant aux mesures de référence faites dans l'eau pour les énergies 6, 9, 12, et 18 MeV. Nous avons également comparé les performances de GAMMORA et l'algorithme clinique eMC à des mesures (films radiochromiques) pour un fantôme complexe avec hétérogénéité (os et poumon) ou irrégularité de surface. Les résultats de GAMMORA étaient supérieurs ou équivalents à ceux d'eMC dans presque toutes les configurations. L'étude de cas cliniques a aussi montré des écarts de distributions de dose importants entre les deux algorithmes (particulièrement dans les régions de hautes densités). Une étude de l'effet interplay (IE) a ensuite été réalisée. Tout d'abord, des mesures ont été réalisées à l'aide d'un fantôme de contrôle qualité (Octavius 4D) placé sur une plateforme de mouvement 3D programmable. Il s'agissait d'abord d'évaluer qualitativement l'IE pour quelques configurations. Ensuite, ces dernières ainsi que 300 autres ont été simulées à l'aide de GAMMORA pour étudier l'IE de façon extensive en modifiant différents paramètres physiques (période, amplitude et forme du mouvement, dose par fraction ou marges de sécurité). Une méthodologie adaptée nous a permis d'isoler l'IE du blurring. [...] The validation of radiotherapy treatment is based on the calculation of absorbed dose. The algorithms used in the clinic routinely are fast but limited in some cases. In these situations, the Monte-Carlo (MC) calculation remains the reference. However, it is complex to set up, and requires significant computing resources. In this context, this thesis work consisted of developing a MC double calculation solution adapted to clinical cases, and to study its possible application and contribution. To that end we have developped a package named GAMMORA (GAte Monte carlo MOdel for Radiotherapy Application). It includes the MC modeling of the TrueBeam (Varian) implemented on the GATE platform, as well as a python script to automatically generate the simulation macros for all types of treatments (electrons, VMAT, SRS, SBRT, VMAT-SBRT) from the patient's DICOM data. The model has already been validated for simple photon beam applications (X-RTE). We completed it by integrating the modeling of the electron beams (e-RTE) and those of complex clinical cases. By parallelizing the simulations on a high-performance computing cluster (CALMIP), we achieved reasonable calculation times with a statistical uncertainty always less than 2% in the areas of interest (from 10 min for the e-RTE to 3 h for the X -RTE). To avoid the use of large phase space files (PHSP), we created and validated a deep learning particle generator (GAN) based on the manufacturer's PHSP. For the e-RTE, the applicators were modeled for simple and complex fields. The simulations were validated by comparing them to the reference measurements made in water for the energies 6, 9, 12, and 18 MeV. We also compared the performance of GAMMORA and the clinical algorithm (eMC) with measurements (radiochromic films) for a complex phantom with heterogeneity (bone and lung) and surface irregularity. GAMMORA's results were better or equivalent to eMC's in almost all configurations. The clinical case study also showed significant differences in dose distributions between the two algorithms (particularly in high density regions). An interplay effect (IE) study was then performed. First, measurements were taken using a quality control phantom (Octavius 4D) placed on a programmable 3D motion platform. It was a question of qualitatively evaluating the IE for a few configurations. Then, these configurations and 75 others were simulated using GAMMORA to study the IE extensively by modifying different physical parameters (period, amplitude and shape of motion, dose per fraction or safety margins). An adapted methodology allowed us to isolate the IE from the blurring. The results show that the IE alone induced statistically significant differences between the predicted dose distribution and the one delivered. [...]

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Agboka, Kossiga. "Développement d'un modèle thermomécanique axisymétrique en milieu semi-transparent avec transfert radiatif : application au fluage et à la trempe des verres." Thesis, Valenciennes, 2018. http://www.theses.fr/2018VALE0025/document.

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Abstract:

La majorité des produits verriers du marché sont issus d’une opération de mise en forme à hautes températures, suivie d’une phase de refroidissement contrôlé afin d’éliminer (verre recuit) ou générer (verre trempé) des contraintes résiduelles. Le comportement mécanique du verre étant fortement thermo-dépendant, le contrôle des températures est un élément déterminant pour le succès du procédé de fabrication. Lors de la simulation numérique, pour ce milieu semi-transparent, les échanges thermiques par conduction et par rayonnement sont à considérer. La résolution de l’ETR (Equation de Transfert Radiatif) est menée dans cette thèse par le biais de la « Méthode P1 » et le « Back Ray Tracing » (BRT). Les deux codes développés ont été validés par l’étude comparative avec les données en températures et en contraintes résiduelles issues de la littérature sur le refroidissement dans l’épaisseur du verre soumis à des conditions variées en convection naturelle et forcée. Une expérimentation qui consiste à refroidir un disque de verre sur un support métallique a été développée dans le but de comparer les températures et contraintes générées par l’expérimentation et par la modélisation issue du couplage thermomécanique avec les deux codes P1 et BRT. De manière plus originale, la méthode BRT a été étendue à des géométries de révolution. Une première approche a consisté à étudier le fluage d’une goutte de verre et à analyser l’influence du choix du modèle de résolution de l’ETR sur les températures et les géométries au cours de la mise en forme Most of glass products on the market come from a high-temperature forming operation, followed by a controlled cooling phase to remove (annealed glass) or generate (tempered glass) residual stresses. Since the mechanical behaviour of the glass is highly thermo-dependent, temperature control is a determining factor for the success of the manufacturing process. During numerical simulations, for this semi-transparent medium, heat exchanges by conduction and radiation have to be considered. In this work, the resolution of the ETR (radiative transfer Equation) is carried out using the "P1 method" and the "Back Ray tracing" (BRT). The two developed codes were validated by the comparative study with the temperature and residual stresses data from the literature on cooling in the thickness of the glass subject to various conditions in natural and forced convection. An experimentation which consists in cooling a glass disk on a metal support was developed in order to compare the temperatures and stresses generated by the testing and by the modelling resulting from the thermomechanical coupling with the two codes P1 and BRT. In a more original way, the BRT method was extended to revolving geometries. A first approach was to study the creep of a glass gob and to analyze the influence of the choice of the ETR's resolution model on the temperatures and geometries during the forming

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Wang, Ying. "Numerical study of a confined thermal plume at different flow regimes under the influence of gas radiation." Thesis, La Rochelle, 2020. http://www.theses.fr/2020LAROS005.

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Abstract:

Ce travail est une étude numérique d’un panache thermique confiné en présence de rayonnement de gaz. Le panache est généré par une source de chaleur linéaire immergée dans une cavité cubique remplie d’air. Le but principal est de caractériser l’évolution du panache tout au long de sa transition depuis le régime stationnaire jusqu’à la turbulence, et d’explorer les effets du rayonnement de gaz sur la stabilité, les transferts de chaleur, les champs thermiques et cinétiques du panache.Les simulations numériques DNS sont effectuées pour des nombres de Rayleigh de 106 à 109 avec un logiciel CFD de volumes finis couplé à un module de transferts radiatifs. La situation de convection pure est étudiée en premier lieu pour caractériser les champs thermiques et cinétiques du panache dans différents régimes d’écoulement. Ensuite, le couplage convection-rayonnement est introduit en considérant un gaz gris ou un gaz réel (mélange air – vapeur d’eau). Les effets de l’épaisseur optique sont analysés en détail pour le modèle de gaz gris. Les résultats montrent que le rayonnement stabilise le panache et retarde la transition à l’instationnarité. Le rayonnement homogénéise également le champ thermique et réduit l’extension spatiale du panache. Cependant, l’effet sur le champ cinétique dépend du régime d’écoulement. A l’état stationnaire, le rayonnement de gaz diminue la circulation globale tandis que pour les états transitoires et turbulents, il augmente la dynamique de l’écoulement pour des milieux optiques minces. Ces tendances générales sont confirmées pour le mélange de gaz réel par une étude paramétrique de la concentration de vapeur d’eau et de la température de référence This work presents a numerical investigation of a confined thermal plume under the influence of gas radiation. Plumeflow is generated by a linear heat source of constant power density immersed in a cubic cavity. The main aim of this thesis is to characterize the evolution of the plume throughout its transition from steady-state to turbulent regime, and to explore the gas radiation effects on flow stability, heat transfers, thermal and kinetic fields of the plume. DNS numerical simulations are performed over a Rayleigh number range from 106 to 109 by applying a finite volume CFD software coupled to a module for radiative heat transfer calculations. The pure convective situation is studied first to characterize the thermal and kinetic fields of the plume in different flow regimes. Next, the convection-radiation coupling is introduced by considering either gray gas or real gas (air - H2O mixture) media. The effects of optical thickness are analyzed in details for gray gas model. Results show that gas radiation stabilizes the plume flow and delays the onset of unsteadiness. Gas radiation also homogenizes the thermal field and reduces its spatial spreading. However, radiation effect on the kinetic field depends on the flow state. For steady state, gas radiation decreases the global flow circulation while for transient and turbulent states, it enhances the flow dynamics in optically thin medium.These general trends of radiation are also confirmed in real gas mixture through a parametric study of water vapor concentration and reference temperature

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GALLETTA, VIVIAN C. "Desenvolvimento de modelo de indução de mucosite oral por radiação em hamsters. Prevenção e tratamento por laser de baixa potência." reponame:Repositório Institucional do IPEN, 2006. http://repositorio.ipen.br:8080/xmlui/handle/123456789/11646.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:54:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Made available in DSpace on 2014-10-09T14:07:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 12717.pdf: 5471144 bytes, checksum: 872c913b90fcce0e4a41c9eb08fb65a9 (MD5) Dissertacao (Mestrado Profissionalizante em Lasers em Odontologia) IPEN/D-MPLO Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP; Faculdade de Odontologia, Universidade de Sao Paulo, Sao Paulo

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Malherbe, Victor. "Multi-scale modeling of radiation effects for emerging space electronics : from transistors to chips in orbit." Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0753/document.

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Abstract:

En raison de leur impact sur la fiabilité des systèmes, les effets du rayonnement cosmique sur l’électronique ont été étudiés dès le début de l’exploration spatiale. Néanmoins, de récentes évolutions industrielles bouleversent les pratiques dans le domaine, les technologies standard devenant de plus en plus attrayantes pour réaliser des circuits durcis aux radiations. Du fait de leurs fréquences élevées, des nouvelles architectures de transistor et des temps de durcissement réduits, les puces fabriquées suivant les derniers procédés CMOS posent de nombreux défis. Ce travail s’attelle donc à la simulation des aléas logiques permanents (SEU) et transitoires (SET), en technologies FD-SOI et bulk Si avancées. La réponse radiative des transistors FD-SOI 28 nm est tout d’abord étudiée par le biais de simulations TCAD, amenant au développement de deux modèles innovants pour décrire les courants induits par particules ionisantes en FD-SOI. Le premier est principalement comportemental, tandis que le second capture des phénomènes complexes tels que l’amplification bipolaire parasite et la rétroaction du circuit, à partir des premiers principes de semi-conducteurs et en accord avec les simulations TCAD poussées.Ces modèles compacts sont alors couplés à une plateforme de simulation Monte Carlo du taux d’erreurs radiatives (SER) conduisant à une large validation sur des données expérimentales recueillies sous faisceau de particules. Enfin, des études par simulation prédictive sont présentées sur des cellules mémoire et portes logiques en FD-SOI 28 nm et bulk Si 65 nm, permettant d’approfondir la compréhension des mécanismes contribuant au SER en orbite des circuits intégrés modernes The effects of cosmic radiation on electronics have been studied since the early days of space exploration, given the severe reliability constraints arising from harsh space environments. However, recent evolutions in the space industry landscape are changing radiation effects practices and methodologies, with mainstream technologies becoming increasingly attractive for radiation-hardened integrated circuits. Due to their high operating frequencies, new transistor architectures, and short rad-hard development times, chips manufactured in latest CMOS processes pose a variety of challenges, both from an experimental standpoint and for modeling perspectives. This work thus focuses on simulating single-event upsets and transients in advanced FD-SOI and bulk silicon processes.The soft-error response of 28 nm FD-SOI transistors is first investigated through TCAD simulations, allowing to develop two innovative models for radiation-induced currents in FD-SOI. One of them is mainly behavioral, while the other captures complex phenomena, such as parasitic bipolar amplification and circuit feedback effects, from first semiconductor principles and in agreement with detailed TCAD simulations.These compact models are then interfaced to a complete Monte Carlo Soft-Error Rate (SER) simulation platform, leading to extensive validation against experimental data collected on several test vehicles under accelerated particle beams. Finally, predictive simulation studies are presented on bit-cells, sequential and combinational logic gates in 28 nm FD-SOI and 65 nm bulk Si, providing insights into the mechanisms that contribute to the SER of modern integrated circuits in orbit

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Loussouarn, Thomas. "Maîtrise de la thermique des fours de maintien en fonderie." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0105.

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Les fours de maintien à induction sous vide sont utilisés pour la fabrication d'aubes de turbine à l'aide du procédé de fonderie à cire perdue. La maîtrise de la thermique de ce dernier est primordiale afin d'assurer la qualité de la production. Ce travail est composé de 3 grandes parties : la modélisation détaillée du four, la modélisation réduite et l'expérience. Un four axisymétrique et sa charge ont été modélisés numériquement à l'aide des logiciels FlexPDE et COMSOL Multiphysics. Ces modèles utilisent en entrée la puissance consommée par les inducteurs et fournissent en sortie la température en tout point du module de chauffe et de la charge. Les modèles réduits étudiés sont des modèles physiques dit convolutifs (enthalpique (0D), analytique de dimension 1 (1D)) et paramétrique de type AutoRégressifs avec variables eXogènes (ARX). Les modèles ARX ont été comparés aux modèles convolutifs (procédures d'identification, puis de validation, de modèles). L'objectif est d'accéder à des températures en certains points du four sans présence d'un capteur physique local (capteur virtuel). Les modélisations détaillées et réduites ont été comparées à des expériences réalisées sur four de production. Cette dernière partie n'est pas décrite dans ce mémoire Vacuum holding induction furnaces are used for the manufacturing of turbine blades by loss wax foundry process. Heat transfer control in a holding furnace is crucial to ensure the quality of manufacturing. This work has 3 major parts, which are the detailed modelling, reduced modelling and experiments. An axyisymmetric furnace and its load have been numerically modelled using FlexPDE and COMSOL Multiphysics, finite element codes. Modelling takes as inputs the electric power consumed by inductors and gives the temperature field in the heating module. The studied reduced models are phyisical convolutive models (enthalpic (0D), 1 dimension analytical (1D)) and parametric like AutoRegressive with eXogeneous inputs (ARX). ARX models have been compared to convolutive models (identification, validation). The goal is to get temperatures in the heating module without local presence of physical sensors (virtual sensor). Detailed and reduced models have been compared to experiments on the furnace. This last part is not described in this document

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Takali, Sabri. "Etude d'un électrobrûleur industriel doté d'une torche à arc triphasée pour la valorisation énergétique de combustibles à faible pouvoir calorifique." Thesis, Paris, ENMP, 2015. http://www.theses.fr/2015ENMP0071/document.

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Abstract:

Dans le contexte actuel de réchauffement climatique et d'épuisement des ressources énergétiques fossiles conventionnelles, la production d'énergie à partir de combustibles renouvelables (biomasse et déchets) présente un intérêt croissant. Cependant les brûleurs industriels conventionnels sont mal ou pas adaptés pour la valorisation énergétique de combustibles pauvres qui sont pourtant peu couteux et largement disponibles. Les électro-brûleurs, basés sur une assistance à la combustion par plasma thermique, sont alors une solution pour ce type de combustible. Ce travail de thèse a pour objectif le développement d'une torche à plasma triphasée d'une puissance de 100 kW, fonctionnant à l'air et facilement intégrable dans un électro-brûleur industriel. Le premier challenge consiste à rendre possible le fonctionnement à l'air en réduisant autant que possible l'érosion à l'air des électrodes en graphite. Pour cela, des solutions de gainage des électrodes à l'azote ou au méthane, de contrôle aérodynamique de l'écoulement de l'air et d'injection de particules de carbone ont été étudiées. Le deuxième challenge est l'optimisation des transferts de masse et de chaleur, ce qui a été réalisé en améliorant l'écoulement du gaz plasmagène et en choisissant les matériaux adéquats pour l'isolation thermique. Une double approche théorique et expérimentale a été adoptée. Au niveau théorique, un modèle d'écoulement turbulent de plasma a été développé avec une modélisation de l'arc électrique par une source stationnaire de chaleur et de quantité de mouvement. Un modèle de rayonnement à bandes du plasma ainsi qu'un modèle de cinétique chimique ont été intégrés. Les résultats de la simulation montrent le rôle important du rayonnement, la limitation du gainage à l'azote et le potentiel intéressant du gainage au méthane. La simulation a permis aussi de valider le design de la nouvelle torche avant les essais. Au niveau expérimental, une nouvelle conception de torche a été proposée et testée. Les essais réalisés montrent que la protection des électrodes par injection de particules de carbone ne suffit pas pour créer une atmosphère neutre autour des électrodes mais que le contrôle aérodynamique de l'écoulement de l'air permet un meilleur contrôle de l'érosion des électrodes. Des essais préliminaires de combustion assistée par plasma de biomasse solides ont été ensuite réalisés et analysés Energy production from renewable combustibles like biomass and organic wastes presents an increasing interest with the urgent need to reduce greenhouse gas emissions and the depletion of conventional fossil energy resources. Meanwhile, standard industrial burners are not adequate for the energetic valorization of renewable poor LHV combustibles despite their low price and their abundance in nature. Electro-burners, with plasma assisted combustion technology, are a promising solution for this type of combustible. In this PhD dissertation is detailed the development of a 100 kW plasma torch working in air and embeddable in an industrial electro-burner. It consists firstly, in making possible an operation in oxidizing environment by reducing as much as possible the air erosion of the graphite electrodes. For this purpose, multiple solutions are tested such as sheathing with nitrogen and methane, aerodynamic control of air flow and injection of carbon black particles. The second challenge is the optimization of heat and mass transfers by improving the plasma flow and by choosing the appropriate materials for thermal insulation. Theoretically, a turbulent model of plasma flow is developed with the modeling of the electric arc column as a stationary source of heat and momentum. A multi-band radiation model and a reactional kinetic model are also integrated. The results show the important role of radiation, the limitation of the nitrogen sheathing and the potential of methane injection in reducing electrode erosion. They allowed also validating the design of the plasma torch before the tests. Experimentally, the new torch design is built and tested. It comes out that reducing the electrode erosion by carbon powder injection is not efficient to achieve a neutral environment around the electrodes whereas a control of the nearby air flow appears to be beneficial. Finally, tests of plasma assisted combustion of some biomasses are performed and analyzed

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Haworth, Thomas James. "Radiation hydrodynamic models and simulated observations of radiative feedback in star forming regions." Thesis, University of Exeter, 2013. http://hdl.handle.net/10871/14465.

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Abstract:

This thesis details the development of the radiation transport code torus for radiation hydrodynamic applications and its subsequent use in investigating problems regarding radiative feedback. The code couples Monte Carlo photoionization with grid-based hydrodynamics and has the advantage that all of the features available to a dedicated radiation transport code are at its disposal in RHD applications. I discuss the development of the code, including the hydrodynamics scheme, the adaptive mesh refinement (AMR) framework and the coupling of radiation transport with hydrodynamics. Extensive testing of the resulting code is also presented. The main application involves the study of radiatively driven implosion (RDI), a mechanism where the expanding ionized region about a massive star impacts nearby clumps, potentially triggering star formation. Firstly I investigate the way in which the radiation field is treated, isolating the relative impacts of polychromatic and diffuse field radiation on the evolution of radiation hydrodynamic RDI models. I also produce synthetic SEDs, radio, Hα and forbidden line images of the bright rimmed clouds (BRCs) resulting from the RDI models, on which I perform standard diagnostics that are used by observers to obtain the cloud conditions. I test the accuracy of the diagnostics and show that considering the pressure difference between the neutral cloud and surrounding ionized layer can be used to infer whether or not RDI is occurring. Finally I use more synthetic observations to investigate the accuracy of molecular line diagnostics and the nature of line profiles of BRCs. I show that the previously unexplained lack of dominant blue-asymmetry (a blue-asymmetry is the expected signature of a collapsing cloud) in the line profiles of BRCs can be explained by the shell of material, swept up by the expanding ionized region, that drives into the cloud. The work in this thesis combines to help resolve the difficulties in understanding radiative feedback, which is a non–linear process that happens on small astrophysical timescales, by improving numerical models and the way in which they are compared with observations.

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Guigues, Stéphanie. "Caractérisation des interactions physico-chimiques entre le cuivre et les racines comme base de développement d'un modèle d'évaluation de la phytodisponibilité des éléments traces." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4307.

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Abstract:

Cette étude a été dédiée au développement d’une nouvelle approche de modélisation de la phytodisponibilité des éléments traces. Cette approche a été employée pour prédire l’adsorption du cuivre (Cu) sur des racines de blé et de tomate. Plusieurs techniques analytiques (titrages acido-basiques, résonance magnétique nucléaire, spectroscopie d’absorption X) ont été employées et croisées avec des résultats de modélisation. Dans un premier temps, la réactivité des racines a été caractérisée. Les racines étant constituées de parois apoplasmiques et de membranes plasmiques, la contribution respective de ces deux compartiments végétaux aux propriétés de complexation des racines a été évaluée. L’étude a ensuite été focalisée sur la complexation du Cu au sein des racines et sur l’évolution de cette complexation en fonction des conditions physico-chimiques du milieu. Grâce aux résultats obtenus sur la caractérisation des racines et à l’acquisition d’un jeu varié de données expérimentales sur la complexation du Cu, le modèle a pu être paramétré. Il a été montré que les propriétés de complexation des racines de blé et de tomate proviennent conjointement des membranes plasmiques et des parois apoplasmiques. La spéciation du Cu au sein des racines était partagée entre les composés pectiques des parois apoplasmiques et les protéines enchâssées à la fois dans les parois apoplasmiques et les membranes plasmiques. Un modèle propre aux racines a pu être développé sur la base d’un modèle existant dédié à la réactivité des substances humiques. Le modèle WHAM-THP, présenté dans cette étude, est un premier pas vers un nouvel outil d’évaluation de la phytodisponibilité des éléments traces This study has been dedicated to the development of a new modeling approach of trace element phytoavailability, focusing on binding reactions between trace element and plant roots. This approach was used to predict copper (Cu) adsorption on wheat and tomato roots. Several analytical techniques (acid-base titrations, nuclear magnetic resonance of carbon 13, X-ray absorption spectroscopy) were used and crossed with modeling results. At first, plant root reactivity was characterized. Because plant roots are consist of cell walls and plasma membranes, the relative contribution of these two compartments in root binding properties was evaluated. The study was then focused on Cu binding reactions on roots and the effects of physico-chemical conditions (pH, ionic strength, presence of cations) on copper binding. The model has been set thanks to results on root characterization obtained and the acquisition of a set of experimental data on Cu binding. It has been shown that binding properties of wheat and tomato roots came from both cell walls and plasma membranes. Copper speciation in roots was shared, almost evenly, between cell wall pectic compounds and proteins embedded in cell walls and plasma membranes. A model, specific to plant roots, has been developed on the basis of a current model dedicated to the humic substances reactivity. The WHAM-Terrestrial Higher Plants model presented in this study is a first step towards a new tool for assessing the availability of trace elements for plants

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Souayfane, Farah. "Modèle simplifié de changement de phase en présence de convection et rayonnement : application à un mur translucide associant superisolation et stockage d'énergie thermiques." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018AZUR4043/document.

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Abstract:

Cette thèse vise à étudier l'exploitation du rayonnement solaire grâce à un nouveau concept de mur capteur passif. Dans ce contexte, le comportement thermique d’un mur solaire semi-transparent a été étudié. Le mur fournit un éclairage naturel et est composé d’une couche d’aérogel de silice assurant une isolation thermique et acoustique, et d’un MCP. Ce dernier est contenu dans des briques de verre assurant l’absorption, le stockage et la restitution de chaleur. Ce mur a été caractérisé expérimentalement au centre PERSEE à Sophia. Il a été remarqué que la performance thermique du mur est élevée en hiver, tandis qu’une surchauffe estivale a été rencontrée. Un modèle numérique simplifié a été développé pour modéliser la convection naturelle et le rayonnement pendant la fusion du MCP. Ce modèle est validé à l’aide d’un modèle CFD, et des résultats de Benchmark. Pour optimiser la performance du mur en été, un modèle numérique du transfert de chaleur à travers le mur a été développé sous MATLAB. Ce modèle a été couplé à TRNSYS afin d’évaluer la performance thermique de l'ensemble du bâtiment. Le modèle couplé a été validé expérimentalement. Le comportement thermique du mur est testé dans des différents climats, et des solutions passives sont proposées pour assurer le confort thermique. Enfin, ce modèle a permis d'étudier le comportement thermique annuel d’un bâtiment intégrant un mur MCP- aérogel dans son enveloppe et une étude économique a été réalisée. Ces études ont confirmé l'intérêt du mur vis-à-vis de l'amélioration des performances énergétiques du bâtiment. La faisabilité économique de l'application du mur dépend du climat, du coût d’énergie, et du coût d'investissement This thesis aims to study the exploitation of solar radiation thanks to a new concept of passive sensor wall. In this context, the thermal behavior of a novel semi-transparent solar wall has been studied. The wall is composed of glazing, silica aerogel (TIM) and glass bricks filled with fatty acids (PCM). This wall provides storage and restitution of heat, thermal-acoustic insulation and daylighting. The thermal performance of the TIM-PCM wall is tested in a full-sized test cell located in Sophia, PERSEE center. In winter, particularly in sunny cold days, the PCM absorbs solar radiation, melts, and then releases the stored heat to the building at night. During summer, overheating is encountered, the PCM remains in its liquid state and is unable to release the stored heat. A simplified model for PCM melting in presence of natural convection and radiation is developed and validated using a CFD model, and benchmark solutions. Then, a numerical model describing the heat transfer mechanisms through the wall is developed. This model is linked to TRNSYS to assess the thermal performance of the whole building. The MATLAB-TRNSYS model is then validated experimentally. The thermal behavior of the wall is tested under different climates, and passive solutions are proposed to ensure thermal comfort in summer. Finally, the validated model is used to study the annual thermal behavior of a building integrating TIM-PCM wall and an economic study is conducted. These studies confirm the interest of the wall vis-à-vis the improvement of energy performance of the building. The economic feasibility of applying the TIM-PCM wall depends mainly on climate, energy costs, and investment cost

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Li, Peng. "Temporal and Spatial Variability of Surface Solar Radiation over the South-West Indian Ocean and Reunion Island : Regional Climate Modeling." Thesis, La Réunion, 2015. http://www.theses.fr/2015LARE0021/document.

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Abstract:

Ce travail documente la variabilité spatiale et temporelle du rayonnement solaire à la surface sur le sud-ouest de l'océan Indien (SOOI) et l'île de La Réunion à l'aide de deux modèles régionaux de climat (MRC) : les modèles RegCM et WRF. La première partie de ce travail est dédiée à l'analyse de la variabilité temporelle du rayonnement solaire à l'aide du modèle RegCM sur le SOOI avec une résolution spatiale modérée (50km). S'agissant du premier travail sur la modélisation régionale du climat pour l'étude du rayonnement solaire dans le SOOI, une première série de tests pour illustrer les performances du modèle et sa sensibilité au choix des paramétrisations physiques (transfert radiatif, convection), à la taille du modèle, et à la résolution spatiale, est effectuée. Le schéma radiatif par défaut, le schéma CCM, et le schéma convectif mixte : Grell sur les terres et Emanuel sur les océans, donnent les résultats les plus satisfaisants pour la région, comparés aux autres options disponibles. La variabilité climatique interannuelle, intrasaisonnière et jour-à-jour est ensuite examinée sur la base des indices climatiques. Dans un premier temps, plusieurs paramètres (vent horizontal, température, humidité relative) issus des réanalyses ERA-Interim et utilisés comme paramètres d'entrée pour le modèle RegCM, sont analysés en lien avec ceux correspondant fournis en sortie du modèle, pour vérifier l'aptitude du modèle à maintenir les signaux ENSO (El-Nino Southern Oscillation), IOD (Indian Ocean Dipole), MJO (Madden-Julian Oscillation) et les Talwegs Tropicaux-Tempérés (TTT). Dans un second temps, le rayonnement solaire à la surface simulé par le modèle RegCM est mis en lien avec ces différents modes de variabilité. La seconde partie du travail est consacrée à l'analyse de la variabilité spatiale du rayonnement solaire à la surface à La Réunion à l'aide du modèle WRF à très haute résolution spatiale (750m) pour différentes échelles de temps : interannuelle, intrasaisonnière, jour-à-jour. Une classification est appliquée sur les sorties de rayonnement produites par WRF, et le lien avec la circulation atmosphérique de grande échelle est analysé dans chacune des classes. Les résultats de la modélisation sont validés à l'aide des données d'observations du réseau Météo France et des produits satellite CM SAF. Les résultats indiquent que les MRC ont la capacité de représenter la variabilité temporelle et spatiale du rayonnement solaire à La Réunion This work documents the temporal and spatial variability of surface solar radiation (SSR) over the southwest Indian Ocean (SWIO) and Reunion Island using two complementary Regional Climate Models (RCMs): RegCM4 and WRF. The first part of the work is dedicated to the analysis of the temporal variability of SSR based on RegCM4 over the SWIO at a moderate spatial resolution (50km). Because RegCM4 is the first RCM that focuses on the solar radiation research over the SWIO region, a first series of test experiments with this model to illustrate the model performance and its sensitivity to the choice of the physical parameterizations (radiation, convection), the domain size, and the spatial resolution, are performed. The default CCM radiative and the mixed convective scheme: Grell scheme over land and Emanuel scheme over ocean, give better performance over the SWIO compared to the other available options. The interannual, intraseasonal and synoptic climate variability is then examined through the climate indices and several ERA-Interim parameters (U, V, T and RH) are firstly analyzed along with the corresponding RegCM4 output data to check whether the RegCM4 model forced by ERA-Interim reanalyses is able to maintain the El-Nino Southern Oscillation (ENSO), the Indian Ocean Dipole (IOD), the Madden-Julian Oscillation (MJO) and the Tropical Temperate Trough (TTT) signals. Secondly, simulated SSR in association with the different modes of variability is examined. In the second part, SSR spatial variability over Reunion Island is analyzed based on WRF simulations at very fine resolution (750m) for seasonal, intraseasonal, and daily time scales. Clustering classification is applied to WRF simulated SSR over Reunion and the effect from the atmospheric circulation is checked together. Météo France observations and CM SAF are used to validate the results of the model. The results indicate that regional climate models have the ability to present the temporal and spatial variability of SSR over Reunion

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Binauld, Quentin. "Modélisation et simulation du rayonnement dans les jets de moteurs à propergol solide à haute altitude." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLC090/document.

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Abstract:

Le rayonnement dans les jets issus de moteurs à propergol solide constitue un phénomène essentiel à l’estimation des flux aux parois et à la prédiction de la signature radiative des engins. A haute altitude, de l’ordre de 100 km, ces jets sont caractérisés par des écoulements compressibles diphasiques, à fort aspect raréfié dans certaines régions, compos ´es de particules d’alumine et de gaz de combustion. Le transfert radiatif y joue un rôle important dans la mesure où il influence fortement le refroidissement et le changement de phase des particules. Afin de simuler numériquement les jets et leur rayonnement, différents modèles ont été développés. Le rayonnement des gaz a été pris en compte à l’aide de modèles statistiques à bandes étroites. Le phénomène de surfusion qui régit le changement de phase de l’alumine et les champs de température associés aux différentes tailles de particules, a été pris en compte. Enfin, une méthode de splitting des puissances radiatives a été mise en œuvre afin de permettre le couplage entre le rayonnement et l’écoulement dans des milieux en des ‘équilibre thermique gaz/particules. Ces modèles ont été implémentes dans une plateforme de calcul, permettant de coupler un solveur fluide utilisant une approche Navier-Stokes, un solveur eulérien pour traiter la phase dispersée et un solveur radiatif qui utilise une méthode de Monte Carlo. L’outil numérique développe a été partiellement validé en comparant nos résultats aux mesures obtenues dans le cadre de l’expérience BSUV2. Dans les conditions de cette expérience, le rayonnement des particules est prédominant mais la contribution des gaz s’avère non négligeable. Des simulations sous différentes hypothèses ont permis de mettre en évidence le rôle primordial du transfert radiatif, couplé au phénomène de surfusion, dans l’établissement des champs de température des particules. La dernière partie de ces travaux s’est attachée à l’étude du déséquilibre vibrationnel de la phase gazeuse et de son impact sur le rayonnement dans les jets. Il est montré que le gel partiel des niveaux de vibration de la molécule CO2 durant la détente du jet peut augmenter de façon significative son rayonnement Radiation from solid propellant rocketplumes is important for the prediction of thermalfluxes on vehicle walls and of plume signature. Athigh altitudes, of approximately 100 km, those plumesare characterized by two-phase compressible flows,highly rarefied in some regions, composed of aluminaparticles and exhaust combustion gases. Radiativetransfer plays an important role in the cooling and thephase change of the particles.In order to carry out numerical simulations of rocketplumes and their radiation, several models have beendeveloped. The radiation of the gas phase is takeninto account using statistical narrow bands models.The supercooling phenomenon has been modeled todeal with the phase change of alumina and to obtaincorrect temperature fields for the different size classesof particles. Finally, a splitting method of the radiativepower has been established to enable the couplingbetween radiation and the flow field under gas/particlethermal non-equelibrium. These models have beenimplemented in a calculation platform, enabling tocouple a Navier-Stokes solver for the gas phase, anEulerian solver dealing with the dispersed phase anda radiative solver based on a Monte Carlo method.The developed numerical tool has been partly validatedcomparing our results with the measurementsobtained during the BSUV2 experiment. In the conditionsof this experiment, particle radiation is shownto be predominant but the contribution of the gasphase is found to be non-negligible. Simulations underdifferent hypotheses have put the emphasis onthe importance of radiative transfer, coupled with thesupercooling phenomenon, for an accurate evaluationof particle temperature fields.The last part of this work focuses on the study ofgas vibrational non-equilibrium and its impact on radiationfrom high altitude plumes. It is shown thatthe slow deexcitation of vibrational levels of the CO2molecule during the plume expansion may increasesignificantly its radiation

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Erez, Giacomo. "Modélisation du terme source d'incendie : montée en échelle à partir d'essais de comportement au feu vers l'échelle réelle : approche "modèle", "numérique" et "expérimentale"." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0189.

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Abstract:

Le recours à la simulation numérique peut être précieux pour un investigateur cherchant à évaluer une hypothèse dans le cadre de la recherche des causes et circonstances d'un incendie. Pour utiliser cet outil, il est primordial de définir précisément le terme source, c'est-à-dire la quantité d'énergie ou de gaz combustibles que le foyer va dégager au cours du temps. Il peut être déterminé par des essais en échelle réduite ou réelle. La première approche est souvent préférée car plus facile à mettre en œuvre et moins coûteuse. Dans ce cas, il est ensuite nécessaire de transposer les résultats vers l'échelle réelle : pour cela, plusieurs types de modèles ont été proposés. Les plus complets reposent sur des modèles de pyrolyse, qui décrivent le comportement au feu à partir des réactions chimiques dans la phase condensée. Toutefois, ils ne sont pour l'instant pas mûrs pour les applications en investigation. C'est pourquoi une autre famille de modèles, dits thermiques, a été choisie dans l'étude présentée ici. Ces modèles visent à prédire le terme source en fonction de la sollicitation thermique uniquement. Les travaux sont divisés en deux parties principales, à savoir une caractérisation approfondie des transferts de chaleur au sein d'une flamme et une investigation de leur influence sur la décomposition des matériaux. Pour le premier sujet, l'accent est mis sur les transferts radiatifs car ils jouent un rôle prédominant dans l'entretien de la combustion et la propagation. Le rayonnement des flammes a donc été caractérisé pour plusieurs combustibles (kérosène, gazole, heptane, mousse polyuréthane et bois) et de nombreuses tailles de foyer (de 0,3 m à 3,5 m de côté). Les mesures, incluant de l'imagerie visible mais aussi un dispositif d'opacimétrie multispectral et un spectromètre infrarouge, ont permis de décrire la forme et l'émission des flammes. Ces données ont ensuite été utilisées dans un modèle (méthode de Monte-Carlo) pour prédire les flux thermiques reçus à différentes positions. Ces prédictions reproduisent bien les valeurs mesurées lors des essais, ce qui montre que les principaux phénomènes contrôlant le rayonnement ont été identifiés et pris en compte, pour toutes les tailles de foyer. Étant donné que l'objectif final est de fournir un outil de simulation complet, il a été choisi d'évaluer Fire Dynamics Simulator (FDS) afin de déterminer si le code permet de décrire correctement ces transferts radiatifs. Ce travail a été fait grâce aux données et connaissances acquises précédemment et montre que le code prédit correctement les flux reçus. Il a donc été choisi, pour la suite des travaux, de se reposer sur le modèle de rayonnement déjà incorporé dans FDS, pour profiter de son couplage avec le reste des modèles utiles à la simulation incendie. Concernant le second thème de l'étude, à savoir l'effet du rayonnement sur la décomposition, un travail expérimental a été mené sur la mousse polyuréthane au cône calorimètre, afin de lier la vitesse de perte de masse (MLR, pour Mass loss rate) au flux thermique imposé. Ces données ont permis de construire un modèle prédisant le MLR en fonction du temps et de l'éclairement, ce qui représente bien l'approche thermique évoquée précédemment. Des essais à plus grande échelle ont servi à caractériser la propagation du feu à la surface du combustible mais aussi à l'intérieur des échantillons de mousse, en employant différents moyens de mesure (imagerie visible, thermométrie, photogrammétrie). En plus des connaissances acquises, cette étude indique que l'utilisation de données obtenues à petite échelle est possible pour prédire le comportement au feu à échelle réelle. C'est donc ce qui a été fait, en modifiant le code source de FDS, pour intégrer une approche thermique en utilisant les données du modèle décrivant le MLR en fonction du temps et de l'éclairement. Les premières simulations montrent des résultats encourageants, et seront complétées par l'étude de géométries plus complexes Numerical simulations can provide valuable information to fire investigators, but only if the fire source is precisely defined. This can be done through full- or small-scale testing. The latter is often preferred because these tests are easier to perform, but their results have to be extrapolated in order to represent full-scale fire behaviour. Various approaches have been proposed to perform this upscaling. An example is pyrolysis models, which involve a detailed description of condensed phase reactions. However, these models are not ready yet for investigation applications. This is why another approach was chosen for the work presented here, employing a heat transfer model: the prediction of mass loss rate for a material is determined based on a heat balance. This principle explains the two-part structure of this study: first, a detailed characterisation of heat transfers is performed; then, the influence of these heat transfers on thermal decomposition is studied. The first part focuses on thermal radiation because it is the leading mechanism of flame spread. Flame radiation was characterised for several fuels (kerosene, diesel, heptane, polyurethane foam and wood) and many fire sizes (from 0.3 m up to 3.5 m wide). Measurements included visible video recordings, multispectral opacimetry and infrared spectrometry, which allowed the determination of a simplified flame shape as well as its emissive power. These data were then used in a model (Monte-Carlo method) to predict incident heat fluxes at various locations. These values were compared to the measurements and showed a good agreement, thus proving that the main phenomena governing flame radiation were captured and reproduced, for all fire sizes. Because the final objective of this work is to provide a comprehensive fire simulation tool, a software already available, namely Fire Dynamics Simulator (FDS), was evaluated regarding its ability to model radiative heat transfers. This was done using the data and knowledge gathered before, and showed that the code could predict incident heat fluxes reasonably well. It was thus chosen to use FDS and its radiation model for the rest of this work. The second part aims at correlating thermal decomposition to thermal radiation. This was done by performing cone calorimeter tests on polyurethane foam and using the results to build a model which allows the prediction of MLR as a function of time and incident heat flux. Larger tests were also performed to study flame spread on top and inside foam samples, through various measurements: videos processing, temperatures analysis, photogrammetry. The results suggest that using small-scale data to predict full-scale fire behaviour is a reasonable approach for the scenarios being investigated. It was thus put into practice using FDS, by modifying the source code to allow for the use of a thermal model, in other words defining the fire source based on the model predicting MLR as a function of time and incident heat flux. The results of the first simulations are promising, and predictions for more complex geometries will be evaluated to validate this method

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Akhatova, Alfiia. "Méthodologie instrumentale à l'échelle atomique pour une meilleure compréhension des mécanismes de ségrégation intergranulaire dans les aciers : application au phosphore." Thesis, Normandie, 2017. http://www.theses.fr/2017NORMR131/document.

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Il est bien connu que la ségrégation intergranulaire du phosphore peut diminuer la cohésion entre les grains, entraînant une fragilisation des aciers. Les aciers bainitiques faiblement alliés utilisés pour la construction des cuves des réacteurs à eau sous pression (REP) contiennent généralement une faible quantité de phosphore (dans la gamme de 100 ppm). L’exposition continue à une irradiation sous un faible flux de neutrons à une température moyenne (environ 300°C) conduit à une fragilisation de l’acier de l'acier de cuve. La ségrégation intergranulaire du phosphore peut potentiellement contribuer à cette fragilisation. Pour assurer la fiabilité des REP en fonctionnement, il est donc important de comprendre les effets des conditions de vieillissement (température, dose d’irradiation etc.), de la composition du matériau et du type de joint de grains (JG) sur l’intensité de la ségrégation intergranulaire du phosphore. La littérature montre que la ségrégation intergranulaire peut fortement varier entre différents joints de grains. Cependant, les études systématiques manquent dans ce champ d’étude.Dans le but d’obtenir une description précise et représentative des joints de grains d’un point de vue structural et chimique, ce travail combine différentes techniques. La principale technique utilisée est la Sonde Atomique Tomographique (SAT). Cette technique permet d’explorer en trois dimensions la distribution atomique d’une grande variété d’éléments dans les joints de grains. La géométrie des joints de grains est déterminée grace à la Diffraction de Kikuchi en Transmission (TKD) associée à une reconstruction de SAT. Pour avoir une meilleure compréhension des mécanismes de ségrégation, des modèles ségrégation d'équilibre et de ségrégation induite par l'irradiation ont été utilisés It is well known that the intergranular segregation of phosphorus can diminish the cohesion between grains, resulting in steel embrittlement. Low alloyed bainitic steels used to build nuclear reactor pressure vessel (RPV) generally contain a small amount of phosphorus (in the range of 100 ppm). Continuous exposure to a low neutron dose rate irradiation at intermediate temperature (~300°C) results in radiation embrittlement of RPV steel. Since intergranular segregation of phosphorous can contribute to this embrittlement, for purpose of RPV reliability during operation, it is important to understand the effects of ageing conditions (temperature, irradiation dose etc.), material composition and grain boundary (GB) type on the intensity of phosphorus intergranular segregation. Regarding to literature sources, it was revealed that the intergranular segregation values may strongly vary among different GBs. However, there is a lack of systematic studies in this field.In order to get an accurate and representative description of GB from structural and chemical points of view, different techniques are combined in this work. Atom Probe Tomography technique is utilized as the main tool. This technique is able to explore the 3D atomic distribution of broad variety elements at GB. GB geometry is determined from Transmission Kikuchi Diffraction (TKD) map supplemented by APT reconstruction. To gain a better understanding of segregation mechanisms, models of thermally and radiation-induced segregation were employed

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Engelbeen, Céline. "The segmentation problem in radiation therapy." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2010. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/210107.

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Abstract:

The segmentation problem arises in the elaboration of a radiation therapy plan. After the cancer has been diagnosed and the radiation therapy sessions have been prescribed, the physician has to locate the tumor as well as the organs situated in the radiation field, called the organs at risk. The physician also has to determine the different dosage he wants to deliver in each of them and has to define a lower bound on the dosage for the tumor (which represents the minimum amount of radiation that is needed to have a sufficient control of the tumor) and an upper bound for each organ at risk (which represents the maximum amount of radiation that an organ can receive without damaging). Designing a radiation therapy plan that respects these different bounds of dosage is a complex optimization problem that is usually tackled in three steps. The segmentation problem is one of them.Mathematically, the segmentation problem amounts to decomposing a given nonnegative integer matrix A into a nonnegative integer linear combination of some binary matrices. These matrices have to respect the consecutive ones property. In clinical applications several constraints may arise that reduce the set of binary matrices which respect the consecutive ones property that we can use. We study some of them, as the interleaf distance constraint, the interleaf motion constraint, the tongue-and-groove constraint and the minimum separation constraint.We consider here different versions of the segmentation problem with different objective functions. Hence we deal with the beam-on time problem in order to minimize the total time during which the patient is irradiated. We study this problem under the interleaf distance and the interleaf motion constraints. We consider as well this last problem under the tongue-and-groove constraint in the binary case. We also take into account the cardinality and the lex-min problem. Finally, we present some results for the approximation problem. /Le problème de segmentation intervient lors de l'élaboration d'un plan de radiothérapie. Après que le médecin ait localisé la tumeur ainsi que les organes se situant à proximité de celle-ci, il doit aussi déterminer les différents dosages qui devront être délivrés. Il détermine alors une borne inférieure sur le dosage que doit recevoir la tumeur afin d'en avoir un contrôle satisfaisant, et des bornes supérieures sur les dosages des différents organes situés dans le champ. Afin de respecter au mieux ces bornes, le plan de radiothérapie doit être préparé de manière minutieuse. Nous nous intéressons à l'une des étapes à réaliser lors de la détermination de ce plan: l'étape de segmentation.Mathématiquement, cette étape consiste à décomposer une matrice entière et positive donnée en une combinaison positive entière linéaire de certaines matrices binaires. Ces matrices binaires doivent satisfaire la contrainte des uns consécutifs (cette contrainte impose que les uns de ces matrices soient regroupés en un seul bloc sur chaque ligne). Dans les applications cliniques, certaines contraintes supplémentaires peuvent restreindre l'ensemble des matrices binaires ayant les uns consécutifs (matrices 1C) que l'on peut utiliser. Nous en avons étudié certaines d'entre elles comme celle de la contrainte de chariots, la contrainte d'interdiciton de chevauchements, la contrainte tongue-and-groove et la contrainte de séparation minimum.Le premier problème auquel nous nous intéressons est de trouver une décomposition de la matrice donnée qui minimise la somme des coefficients des matrices binaires. Nous avons développé des algorithmes polynomiaux qui résolvent ce problème sous la contrainte de chariots et/ou la contrainte d'interdiction de chevauchements. De plus, nous avons pu déterminer que, si la matrice donnée est une matrice binaire, on peut trouver en temps polynomial une telle décomposition sous la contrainte tongue-and-groove.Afin de diminuer le temps de la séance de radiothérapie, il peut être désirable de minimiser le nombre de matrices 1C utilisées dans la décomposition (en ayant pris soin de préalablement minimiser la somme des coefficients ou non). Nous faisons une étude de ce problème dans différents cas particuliers (la matrice donnée n'est constituée que d'une colonne, ou d'une ligne, ou la plus grande entrée de celle-ci est bornée par une constante). Nous présentons de nouvelles bornes inférieures sur le nombre de matrices 1C ainsi que de nouvelles heuristiques.Finalement, nous terminons par étudier le cas où l'ensemble des matrices 1C ne nous permet pas de décomposer exactement la matrice donnée. Le but est alors de touver une matrice décomposable qui soit aussi proche que possible de la matrice donnée. Après avoir examiné certains cas polynomiaux nous prouvons que le cas général est difficile à approximer avec une erreur additive de O(mn) où m et n représentent les dimensions de la matrice donnée. Doctorat en Sciences info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Tse, Oliver [Verfasser]. "SPn-systems in Radiative Heat Transfer and Natural Convection-Radiation Models: Parameter Identification and Optimal Control / Oliver Tse." München : Verlag Dr. Hut, 2011. http://d-nb.info/101560496X/34.

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Bourrier, Vincent. "Caractérisation des planètes extrasolaires et de leurs atmosphères (Spectroscopie des transits et échappement atmosphérique)." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01070086.

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Abstract:

Les Jupiters chauds sont des exoplanètes si proches de leur étoile que leur atmosphère peut perdre du gaz par échappement hydrodynamique. Les géantes gazeuses qui transitent sont un excellent moyen de comprendre ce processus, mais il faut étudier d'autres types de planètes pour déterminer son impact sur la population exoplanétaire. Cette thèse propose d'utiliser la spectroscopie du transit pour observer l'atmosphère de plusieurs planètes, étudier leurs propriétés et caractériser l'échappement hydrodynamique. Des raies de l'ultraviolet observées avec le télescope Hubble sont analysées avec le modèle numérique de la haute atmosphère que nous avons développé. Grâce à la raie Ly-? nous mettons en évidence les interactions énergétiques et dynamiques entre l'atmosphère des Jupiters chauds HD209458b et HD189733b et leurs étoiles. Nous étudions la dépendance de l'échappement à l'environnement d'une planète et à ses propriétés physiques, en observant une super-Terre et un Jupiter tiède dans le système 55Cnc. Grâce à des observations de HD209458b nous montrons que les raies du magnésium permettent de sonder la région de formation de l'échappement. Nous étudions le potentiel de la spectroscopie du transit dans le proche UV pour détecter de nouveaux cas d'échappement. Ce mécanisme est favorisé par la proximité d'une planète à son étoile, ce qui rend d'autant plus important la compréhension des processus de formation et de migration, qui peuvent être étudiés par l'alignement d'un système planétaire. Grâce à des mesures des spectrographes HARPS-N et SOPHIE nous étudions les alignements de 55Cnc e et du candidat Kepler KOI-12.01, dont nous cherchons aussi à valider la nature planétaire.

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Murray, Stuart William. "Wave radiation in simple geophysical models." Thesis, University of Edinburgh, 2013. http://hdl.handle.net/1842/7922.

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Abstract:

Wave radiation is an important process in many geophysical flows. In particular, it is by wave radiation that flows may adjust to a state for which the dynamics is slow. Such a state is described as “balanced”, meaning there is an approximate balance between the Coriolis force and horizontal pressure gradients, and between buoyancy and vertical pressure gradients. In this thesis, wave radiation processes relevant to these enormously complex flows are studied through the use of some highly simplified models, and a parallel aim is to develop accurate numerical techniques for doing so. This thesis is divided into three main parts. 1. We consider accurate numerical boundary conditions for various equations which support wave radiation to infinity. Particular attention is given to discretely non-reflecting boundary conditions, which are derived directly from a discretised scheme. Such a boundary condition is studied in the case of the 1-d Klein-Gordon equation. The limitations concerning the practical implementation of this scheme are explored and some possible improvements are suggested. A stability analysis is developed which yields a simple stability criterion that is useful when tuning the boundary condition. The practical use of higher-order boundary conditions for the 2-d shallow water equations is also explored; the accuracy of such a method is assessed when combined with a particular interior scheme, and an analysis based on matrix pseudospectra reveals something of the stability of such a method. 2. Large-scale atmospheric and oceanic flows are examples of systems with a wide timescale separation, determined by a small parameter. In addition they both undergo constant random forcing. The five component Lorenz-Krishnamurthy system is a system with a timescale separation controlled by a small parameter, and we employ it as a model of the forced ocean by further adding a random forcing of the slow variables, and introduce wave radiation to infinity by the addition of a dispersive PDE. The dynamics are reduced by deriving balance relations, and numerical experiments are used to assess the effects of energy radiation by fast waves. 3. We study quasimodes, which demonstrate the existence of associated Landau poles of a system. In this thesis, we consider a simple model of wave radiation that exhibits quasimodes, that allows us to derive some explicit analytical results, as opposed to physically realistic geophysical fluid systems for which such results are often unavailable, necessitating recourse to numerical techniques. The growth rates obtained for this system, which is an extension of one considered by Lamb, are confirmed using numerical experiments.

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Robertson, Scott James. "Hawking radiation in dispersive media." Thesis, University of St Andrews, 2011. http://hdl.handle.net/10023/1900.

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Abstract:

Hawking radiation, despite its presence in theoretical physics for over thirty years, remains elusive and undetected. It also suffers, in its original context of gravitational black holes, from conceptual difficulties. Of particular note is the trans-Planckian problem, which is concerned with the apparent origin of the radiation in absurdly high frequencies. In order to gain better theoretical understanding and, it is hoped, experimental verification of Hawking radiation, much study is being devoted to systems which model the spacetime geometry of black holes, and which, by analogy, are also thought to emit Hawking radiation. These analogue systems typically exhibit dispersion, which regularizes the wave behaviour at the horizon but does not lend itself well to analytic treatment, thus rendering Hawking’s prediction less secure. A general analytic method for dealing with Hawking radiation in dispersive systems has proved difficult to find. This thesis presents new numerical and analytic results for Hawking emission spectra in dispersive systems. It examines two black-hole analogue systems: it begins by introducing the well-known acoustic model, presenting some original results in that context; then, through analogy with the acoustic model, goes on to develop the lesser-known fibre-optical model. The following original results are presented in the context of both of these models: • an analytic expression for the low-frequency temperature is found for a hyperbolic tangent background profile, valid in the entire parameter space; it is well-known that the spectrum is approximately thermal at low frequencies, but a universally valid expression for the corresponding temperature is an original development; • an analytic expression for the spectrum, valid over almost the entire frequency range, when the velocity profile parameters lie in the regime where the low-frequency temperature is given by the Hawking prediction; previous work has focused on the low-frequency thermal spectrum and the characterization of the deviations from thermality, rather than a single analytic expression; and • a new unexplored regime where no group-velocity horizon exists is examined; the Hawking spectra are found to be non-zero here, but also highly non-thermal, and are found, in the limit of small deviations, to vary with the square of the maximum deviation; the analytic expression for the case with a horizon is found to carry over to this new regime, with appropriate modifications. Furthermore, the thesis examines the results of a classical frequency-shifting experiment in the context of fibre-optical horizons. The theory of this process is presented for both a constant-velocity and a constantly-decelerating pulse, the latter case taking account of the Raman effect. The resulting spectra are at least qualititively explained, but there is a discrepancy between theory and experiment that has not yet been accounted for.

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Estève, Patrick. "Inversion du modèle de transfert radiatif DART." Toulouse 3, 1998. http://www.theses.fr/1998TOU30128.

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Abstract:

La teledetection spatiale peut permettre la surveillance des ecosystemes a condition de relier l'information radiometrique qu'elle fournit aux parametres biophysiques. L'approche classique consiste a etablir des relations empiriques entre le signal radiometrique et le parametre recherche. Une methode alternative est apparue avec le developpement des modeles de transfert radiatif simulant la reflectance d'un milieu a partir de ses caracteristiques. L'inversion consiste alors a retrouver ces caracteristiques a partir de l'information radiometrique. Cette these presente l'inversion du modele dart (discrete anisotropic radiative transfer). Celui-ci permet une representation fine du paysage et une simulation precise des principaux mecanismes d'interaction. Cependant, il est caracterise par des temps de calcul relativement longs. Cette contrainte a impose le developpement de methodes particulieres pour l'inversion. L'approche repose sur l'utilisation de tables precalculees : des simulations sont effectuees pour un nombre important de jeux de parametres d'entree. Une procedure d'interpolation, associee a un modele analytique permettent de recreer une simulation pour des valeurs quelconques de parametres d'entree. L'inversion est alors realisee par la methode du simplexe. Un programme informatique a permis de rendre le processus d'inversion le plus operationnel possible. Des exemples d'application sont presentes. Il s'agit a chaque fois de collaborations entre ecologistes et physiciens permettant de repondre a des preoccupations concretes telles que la surveillance de la mortalite ligneuse au burkina faso, a partir d'images landsat mss, ou bien la creation de cartes de lai sur la foret de fontainebleau, a partir d'images spot. L'inversion, comparee aux methodes plus classiques, permet une meilleure utilisation des donnees disponibles et necessite moins de mesures in situ. Sa capacite d'evolution est de plus tres importante.

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Han, Xu. "Modélisation de la fragilisation due au gonflement dans les aciers inoxydables austénitiques irradiés." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00818326.

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Abstract:

Au cours d'une irradiation neutronique à long-terme dans les Réacteurs à Eau Pressurisée (REPs), une modification importante du comportement mécanique des matériaux utilisés dans les internes de cuve (composés des aciers inoxydables austénitiques de la série 300) est observée, y compris un durcissement et un adoucissement induit par irradiation, une perte de la ductilité et de la ténacité. Jusqu'à présent, beaucoup efforts ont été contribués pour identifier les effets d'irradiation sur l'évolution microstructurale du matériau (dislocations, boucles de Frank, cavités, ségrégation, etc.). Le gonflement induit par irradiation, considéré comme un facteur limitant la durée de fonctionnement des réacteurs, pourrait modifier les propriétés mécaniques des matériaux (plasticité, ténacité, etc), même conduire à une distorsion des structures du fait des modifications dimensionnelles entre les différentes composantes.L'objectif principal de ce travail de thèse est d'étudier qualitativement l'influence de l'effet du gonflement sur le comportement mécanique des matériaux irradiés. Un modèle micromécanique constitutif en grandes déformations basé sur les évolutions de la densité de dislocations et de défauts d'irradiation (boucles de Frank) est développé et implémenté dans les codes de calcul éléments finis ZéBuLoN et Cast3M. Les simulations numériques sont réalisées pour calculer les propriétés mécaniques d'un agrégat polycristallin. Par ailleurs, la technique d'homogénéisation est appliquée pour développer un modèle de type Gurson. Les simulations d'une cellule poreuse sont utilisés pour étudier le comportement mécanique des monocristaux poreux, en tenant compte des différents effets de la triaxialité, de la porosité et de l'orientation cristallographique, afin d'étudier l'effet de la présence des cavités sur la plasticité et la rugosité du matériau irradié à l'échelle polycristallin.

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Moncet, Jean-Luc. "Narrowband models of radiation in inhomogeneous atmospheres." Thesis, McGill University, 1989. http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=61924.

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Pimblott, Simon M. "Application of stochastic models to radiation chemistry." Thesis, University of Oxford, 1988. http://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:7b7fa46c-dd6f-4c8a-a98f-9e43b536ace5.

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Abstract:

This thesis addresses one area of major interest in reaction kinetics, the theoretical description of recombination in nonhomogeneous systems. The reaction of the highly reactive particles formed by the passage of ionising radiation through a medium is an important example of this type of system. Stochastic effects are apparent in every stage of the development of a radiolysis system: in the interaction between the radiation and the medium and in the diffusion and reaction processes that follow. Conventional models for nonhomogeneous kinetics in radiation chemistry are based upon a deterministic analysis. These models are appraised together with an alternative stochastic approach. Three stochastic methods are discussed: a full Monte Carlo simulation of the diffusion and reaction and two approximate models based upon an independent pairs approximation. It is important that any kinetic model accurately describes the system it purports to represent and this can only be assured by extensive validation. The stochastic models are developed to encompass the diffusion-controlled reactions of ions and radicals and to include the effects of a bulk electrolyte upon the reactions between ions. To model a realistic radiation chemistry reaction scheme, it is necessary to consider reactions that are not fully diffusion-controlled. The radiation boundary condition is introduced and used to extend stochastic modelling to partially diffusion-controlled reactions. Recombination in an anisotropic environment is also considered. Although a complete analysis of the chemistry of a radiolysis system requires a complex reaction scheme, the scheme can be simplified, in acid and in alkali, by the use of an instantaneous scavenging approximation. In acid, this approximation produces a simple three reaction mechanism based upon five species: H, OH, H2 , H20 and H202 . The acid system is used to demonstrate the stochastic treatment of realistic kinetics. The instantaneous scavenging approximation is examined in detail and techniques are developed for the explicit modelling of reactions with a homogeneously distributed scavenger. A stochastic treatment of nonhomogeneous reaction kinetics requires a description of the initial spatial distribution of the reacting particles. A rudimentary Monte Carlo simulation is used to determine a simple distribution of clusters of reactive particles similar to that found along the path of a high energy electron in water. This distribution provides a suitable basis for kinetic simulation. The kinetics of a more detailed idealised track structure are also considered and the stochastic and deterministic kinetics of extended particle distributions are discussed.

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Bourdarie, Sébastien. "Modélisation de la dynamique des ceintures de radiations à l'échelle de l'orage magnétique." Toulouse, ENSAE, 1996. http://www.theses.fr/1996ESAE0020.

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Abstract:

Un premier travail avait abouti à une modélisation tridimensionnelle des ceintures de radiations. Il a permis de décrire un état moyen ainsi que l'évolution lente des populations de protons et électrons piégés. Au cours de la présente thèse, le modèle a été complété et exploité pour caractériser l'évolution moyenne de la ceinture électron après le sous-orage géomagnétique du 25 janvier 1991. Les résultats obtenus sur cinq jours sont comparés aux mesures du satellite CRRES, en particulier la croissance des flux de hautes énergies et la décroissance de ceux de basses énergies dans la ceinture externe sont en bon accord avec les observations. Toutefois, les premiers instants d'une période perturbée ne sont pas accessibles avec ce modèle, l'anisotropie longitudinale étant alors primordiale. Le formalisme déjà développé a donc été étendu à une quatrième dimension, la longitude, de façon à élaborer un modèle dynamique des ceintures de radiations à l'échelle de l'orage magnétique. Cette étude a permis de comprendre le transport radial et azimutal subi par les particules lors d'une période agitée. Finalement ce modèle quadridimensionnel est soumis à des conditions de sous-orges observés par divers satellites le 24 janvier 1991. Les comparaisons avec les mesures en vol des résultats obtenus à l'échelle de quelques heures sont en bon accord. En particulier, l'écho de dérive ainsi que la formation du courant annulaire sont reproduits.

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Valentin, Xavier. "Analyse mathématique et numérique des modèles Pn pour la simulation de problèmes de transport de photons." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLC024/document.

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Abstract:

La résolution numérique directe des problèmes de transport de photons en interaction avec un milieu matériel est très coûteuse en mémoire et temps CPU. Pour pallier ce problème, une méthode consiste à construire des modèles réduits dont la résolution est moins coûteuse. La littérature abonde de ce genre de modèles : modèles probabilistes (Monte-Carlo), modèles aux moments (M₁, PN), modèles aux ordonnées discrètes (SN), modèles de diffusion... Dans cette thèse, nous nous intéressons aux modèles PN dans lesquels l'opérateur de transport est approché par projections sur une base tronquée d'harmoniques sphériques. Ces modèles ont l'avantage d'être arbitrairement précis sur la dimension angulaire et ne présentent pas les défauts connus des autres méthodes (bruit stochastique, "effets de raies") pouvant briser les éventuelles symétries du problème. Ce dernier point est capital pour la simulation d'expériences de fusion par confinement inertiel (FCI) où la symétrie sphérique joue un rôle important dans la précision des résultats. Nous étudions donc dans cette thèse la structure mathématique des modèles PN ainsi que leur discrétisation dans le cas d'une géométrie 1D sphérique.Nous commençons par le cas du transport linéaire dans le vide. Même dans ce cas simple, les équations du modèle PN contiennent des termes sources d'origine géométrique dont la discrétisation s'avère délicate. Jusqu'à présent, les différents schémas utilisés étaient insatisfaisants pour les raisons suivantes : (1) mauvais comportement au voisinage de r = 0 (phénomène de "flux-dip"), (2) non préservation des équilibres stationnaires, (3) pas de preuve formelle de stabilité. À la lumière de récents travaux, nous proposons une nouvelle discrétisation qui capture exactement les états d'équilibres. Nous démontrons en particulier la stabilité en norme L² du schéma. Nous étendons par la suite ce schéma au cas du transport de photons dans un milieu matériel figé et nous nous intéressons au comportement du schéma en limite diffusion (propriété "asymptotic-preserving").Dans un second temps, nous nous intéressons au couplage entre rayonnement et hydrodynamique. Devant l'absence de consensus sur les modèles "transport" d'hydrodynamique radiative issus de la littérature, nous établissons une étude comparative de ceux-ci basée sur leurs propriétés mathématiques. Nous nous intéressons particulièrement aux propriétés suivantes : (1) conservation de l'énergie et de l'impulsion, (2) précision des effets comobiles, (3) existence d'une entropie mathématiques compatible et (4) restitution de la limite diffusion. Notre étude se réduit aux modèles dits "mixed-frame" et une attention particulière est toujours portée sur l'approximation "PN" de l'opérateur de transport. Nous identifions des défauts (conservation ou entropie) sur des modèles existants et proposons une correction entropique conduisant à un modèle PN satisfaisant toutes les propriétés mathématiques listées ci-dessus Computational costs for direct numerical simulations of photon transport problemsare very high in terms of CPU time and memory. One way to tackle this issue is todevelop reduced models that a cheaper to solve numerically. There exists number of these models : moments models, discrete ordinates models (SN), diffusion-like models... In this thesis, we focus on PN models in which the transport operator is approached by mean of a truncated development on the spherical harmonics basis. These models are arbitrary accurate in the angular dimension and are rotationnaly invariants (in multiple space dimensions). The latter point is fundamental when one wants to simulate inertial confinment fusion (ICF) experiments where the spherical symmetry plays an important part in the accuracy of the numerical solutions. We study the mathematical structure of the PN models and construct a new numerical method in the special case of a one dimensionnal space dimension with spherical symmetry photon transport problems. We first focus on a linear transport problem in the vacuum. Even in this simple case, it appears in the PN equations geometrical source terms that are stiff in the neighborhood of r = 0 and thus hard to discretise. Existing numerical methods are not satisfactory for multiple reasons : (1) unaccuracy in the neighborhood of r = 0 ("flux-dip"), (2) do not capture steady states (well-balanced scheme), (3) no stability proof. Following recent works, we develop a new well-balanced scheme for which we show the L² stability. We then extend the scheme for photon transport problems within a no moving media, the linear Boltzmann equation, and interest ourselves on its behavior in the diffusion limit (asymptotic-preserving property). In a second part, we consider radiation hydrodynamics problems. Since modelisation of these problems is still under discussion in the litterature, we compare a set of existing models by mean of mathematical analysis and establish a hierarchy. For each model, we focus on the following mathematical properties : (1) energy and impulsion conservation, (2) accuracy of the comobile effects, (3) existence of a mathematical entropy and (4) behavior in the diffusion limit. Our study reduces to « laboratory frame » models and we are still interested in the PN approximation of the transport operator. We identify defects in entropy structure of existing models and propose an entroy correction which leads to PN-based radiation hydrodynamics models which satisfy all the properties listed above

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ANDRADE, MAIRA F. de. "Comparação dos efeitos da terapia laser de baixa intensidade (lambda=660 nm ou lambda=780 nm) no tratamento de mucosite oral induzida por radiação ionizante em ratos." reponame:Repositório Institucional do IPEN, 2014. http://repositorio.ipen.br:8080/xmlui/handle/123456789/11800.

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Abstract:

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2014-11-10T11:35:55Z No. of bitstreams: 0 Made available in DSpace on 2014-11-10T11:35:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) IPEN/D Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

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Petkova, Maya Atanasova. "Cloudy with a chance of starlight : coupling of smoothed particle hydrodynamics and Monte Carlo radiative transfer for the study of ionising stellar feedback." Thesis, University of St Andrews, 2018. http://hdl.handle.net/10023/16557.

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Abstract:

Ionising radiation is present in a variety of astrophysical problems, and it is particularly important for shaping the process of star formation in molecular clouds, containing hot, high-mass stars. In order to account for the effects of ionising radiation within numerical models of star formation, we need to combine a hydrodynamics method with a radiative transfer method and obtain a radiation hydrodynamics scheme (RHD). In this thesis I achieve live radiation hydrodynamics by coupling the Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) code Phantom with the Monte Carlo Radiative Transfer (MCRT) code CMacIonize. Since SPH is particle-based and MCRT is grid-based, I construct an unstructured, Voronoi grid in order to establish a link between the two codes. In areas with large density gradients, a Voronoi grid based purely on the SPH particle positions achieves insufficient resolution, and therefore I propose a novel algorithm for inserting a small number of additional grid cells to improve the local resolution. Furthermore, the MCRT calculations require the knowledge of an average density for each Voronoi cell. To address this, I develop an analytic density mapping from SPH to a Voronoi grid, by deriving an expression for the integrals of a series of kernel functions over the volume of a random polyhedron. Finally, I demonstrate the validity of the live RHD through the benchmark test of D-type expansion of an H II region, where good agreement is shown with the existing literature. The RHD implementation is then used to perform a proof-of-concept simulation of a collapsing cloud, which produces high-mass stars and is subsequently partially ionised by them. The presented code is a valuable tool for future star formation studies, and it can be used for modelling a broad range of additional astronomical problems involving ionising radiation and hydrodynamics.

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Dissertations / Theses on the topic 'Modèle de radiation'

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