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Dissertations / Theses on the topic 'Modélisation de phénomènes physiques'
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Manteaux, Pierre-Luc. "Simulation et contrôle de phénomènes physiques." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAM062/document.
Full textAbstract:
En informatique graphique les phénomènes physiques simulés pour la création d'animations, de jeux vidéos ou la conception d'objets sont de plus en plus complexes:Tout d'abord en terme de coût de calcul, l'échelle des simulations étant de plus en plus importante;Ensuite en terme de complexité phénomènes eux-mêmes qui requièrent des modèles permettant de changer d'état et de forme.Cette complexité grandissante introduit de nouveaux défis quand il s'agit d'offrir à un utilisateur un contrôle sur ces simulations à grande échelle.Dans de nombreux cas, ce contrôle est réduit à un cycle d'essais et d'erreurs pour déterminer les paramètres de la simulation qui satisferont au mieux les objectifs de l'utilisateur.Dans cette thèse, nous proposons trois techniques pour répondre en partie à ces défis.Tout d'abord nous introduisons un nouveau modèle adaptatif permettant de réduire le temps de calcul dans des simulations Lagrangiennes de particules.À l'inverse des méthodes de ré-échantillonnage, le nombre de degrés de liberté reste constant au cours de la simulation.La méthode est ainsi plus simple à intégrer dans un simulateur existant et la charge mémoire est constante ce qui peut être un avantage dans un contexte interactif.Ensuite, nous proposons un algorithme permettant de réaliser la découpe détaillée d'objets fins et déformables.Notre méthode s'appuie sur une mise à jour dynamique des fonctions de forme associées à chaque degré de liberté, permettant ainsi de conserver un nombre de degré de liberté très faible tout en réalisant des changements topologiques détaillés.Enfin, nous nous intéressons au contrôle d'animations de fluide en s'inspirant des méthodes d'édition intéractive de formes en modélisation 3D.Dans ce système, l'utilisateur travaille directement avec le résultat d'une simulation, c'est à dire une suite de maillages représentant la surface du fluide.Des outils de sélection et d'édition spatio-temporelle inspirés des logiciels de sculpture de formes statiques lui sont proposés<br>In computer graphics, the physical phenomena simulated for the creation of animations, video games or the design of objects are found to be more and more complex:First, in terms of the computational cost, the scale of the simulations is more and more important;Then, in terms of the complexity of the phenomena themselves, which require the models to be able to change their state and shape.This growing complexity introduces new challenges in order to offer control on these large scale simulations to the user.In many cases, this control is reduced to a trial-and-error process in order to determine the parameters of the simulation which best meet the objectives of the user.In this thesis, we propose three techniques to tackle these challenges.First, we introduce a new adaptive model which allows to reduce the computational cost in Lagrangian simulations of particles.In contrast with re-sampling strategies, the number of degrees of freedom remains constant throughout the simulation.Therefore, the method is simpler to integrate into an existing simulator and the memory consumption remains constant, which can be an advantage in an interactive context.Then, we propose an algorithm which allows the detailed cutting of thin deformable objects.Our method relies on a dynamic update of the shape functions associated to the degrees of freedom, which therefore allows to keep a very low number of degrees of freedom while performing detailed topological changes.Finally, we focus on the control of the fluid animations and take inspiration from interactive methods of shape editing in the field of 3D modeling.We introduce a system where the user directly edits the result of the simulation, i.e. a sequence of meshes representing the surface of the fluid.We propose selection and editing spatio-temporal tools inspired from static shapes sculpting software
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De, Loubens Clément. "Compréhension et modélisation des phénomènes physiques régissant la libération des stimuli orosensoriels." Phd thesis, AgroParisTech, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00560501.
Full textAbstract:
La compréhension et la modélisation des phénomènes régissant la libération des stimuli orosensoriels durant la consommation d'un aliment doit permettre de respecter des critères de conception à la fois nutritionnels et organoleptiques. Un modèle de libération du sel au cours de la mastication a été développé pour des produits " solides ". La déstructuration du produit a été appréhendée en terme de génération de surface de contact entre le produit et la salive qui gouverne les transferts de sel. La surface de contact a été considérée comme étant le produit de deux fonctions. La première est reliée au sujet et est fonction de son efficacité masticatoire. La seconde est reliée au produit et dépend de ses propriétés de déstructuration qui peuvent être déterminées par des tests in vitro. Durant la phase pharyngée, la biomécanique de la déglutition gouverne l'enduction des muqueuses par le bol alimentaire et ainsi la libération des composés d'arôme présents dans cette couche. Ces phénomènes sont régis par un écoulement en film mince, stationnaire, dans un contact élastohydrodynamique mou dont la cinématique équivaut à un processus d'enduction par des cylindres contrarotatifs lubrifiés par de la salive. Deux régimes ont été distingués. Lorsque le film de salive est fin, la viscosité du bol alimentaire a un grand rôle sur l'enduction et la libération des composés d'arôme. Lorsque le film de salive est épais, le bol est dilué par la salive durant le processus de déglutition et sa viscosité a un faible effet sur l'enduction et la libération des composés d'arôme. Ce second régime permet d'expliquer l'origine physique d'observations in vivo concernant la libération des composés d'arôme.
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Loubens, Clément de. "Compréhension et modélisation des phénomènes physiques régissant la libération des stimuli orosensoriels." AgroParisTech, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/docs/00/56/05/01/PDF/these_loubens_vf.pdf.
Full textAbstract:
La compréhension et la modélisation des phénomènes régissant la libération des stimuli orosensoriels durant la consommation d'un aliment doit permettre de respecter des critères de conception à la fois nutritionnels et organoleptiques. Un modèle de libération du sel au cours de la mastication a été développé pour des produits « solides ». La déstructuration du produit a été appréhendée en terme de génération de surface de contact entre le produit et la salive qui gouverne les transferts de sel. La surface de contact a été considérée comme étant le produit de deux fonctions. La première est reliée au sujet et est fonction de son efficacité masticatoire. La seconde est reliée au produit et dépend de ses propriétés de déstructuration qui peuvent être déterminées par des tests in vitro. Durant la phase pharyngée, la biomécanique de la déglutition gouverne l'enduction des muqueuses par le bol alimentaire et ainsi la libération des composés d'arôme présents dans cette couche. Ces phénomènes sont régis par un écoulement en film mince, stationnaire, dans un contact élastohydrodynamique mou dont la cinématique équivaut à un processus d'enduction par des cylindres contrarotatifs lubrifiés par de la salive. Deux régimes ont été distingués. Lorsque le film de salive est fin, la viscosité du bol alimentaire a un grand rôle sur l'enduction et la libération des composés d'arôme. Lorsque le film de salive est épais, le bol est dilué par la salive durant le processus de déglutition et sa viscosité a un faible effet sur l'enduction et la libération des composés d'arôme. Ce second régime permet d'expliquer l'origine physique d'observations in vivo concernant la libération des composés d'arôme<br>Understanding and modeling phenomena governing stimuli release during food consumption make it possible to respect both nutritional and sensorial criteria during its formulation. A model of salt release during the course of mastication was developed for “solid” products. The breakdown was comprehended by the generation of the area of contact between the product and the saliva that governs the transfers of stimuli. The area of contact was written as the product of two functions. The first was related to the subject and was function of his masticatory performance. The second was related to the product and depended on its breakdown behavior that can be determined by in vitro tests. During the pharyngeal stage, the biomechanics of swallowing governs pharyngeal mucosa coating and aroma compounds present in this layer. These phenomena are due to a thin film flow, stationary in a soft elastohydrodynamic contact whose the kinematics is equivalent to a forward roll coating process lubricated by saliva. Two sets of conditions were distinguished. When the saliva film is thin, food bolus viscosity has a strong impact on mucosa coating and on flavour release. When the saliva film is thick, the food bolus coating the mucosa is very diluted by saliva during the swallowing process and the impact of product viscosity on flavour release is weak. This second set of condition allowed us to explain the physical origin of in vivo observations on flavour release
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Mahjboub, Karim. "Usure des matrices de forgeage à chaud des aciers phénomènes physiques et modélisation." ENSMP, 1999. http://www.theses.fr/1999ENMP0853.
Full textAbstract:
Comme le montre notre revue bibliographique, l'usure des matrices en forgeage à chaud est conditionnée par le régime thermique superficiel des outils. Afin de mettre en place un schéma d'estimation de l'usure abrasive à partir du code forge2, nous avons développé une méthode de calcul directe du régime thermique établi qui est l’état dans lequel l'usure évolue. Ensuite, en utilisant un modèle d’évolution structurale et des mesures de dureté à chaud, nous estimons la dureté instantanée de la surface des outils. Cette caractéristique est intégrée dans un modèle d'usure base sur la loi d'Archard et qui prend en compte la dureté relative de la surface de l'outil par rapport à celle de la calamine qui est l'agent abrasif du système tribologique pièce / outil. La calibration du modèle est réalisée à l'aide de différents essais d’écrasement entre tas plats. Dans le cas des matrices nitrurées, nous présentons une méthode de détermination du gradient de dureté à différentes températures (20-700\c) à l'aide de mesures de dureté à forces croissantes. Cette méthode est appliquée à l'acier a outil z38cdv5 nitrure. Par ailleurs, nous mettons en place une procédure expérimentale originale qui permet de simuler l'endommagement des outils de travail à chaud en deux étapes : on procède à un changement des propriétés des couches de surface a l'aide d'une opération d'indentations cycliques à chaud entrecoupées de refroidissements, puis l’échantillon en matériau à outil ainsi transforme est usé à différentes températures. Cette démarche, permettra de tenir compte dans le modèle de différents autres facteurs (faiençage, déformation plastique). Notre approche est enfin confrontée à différentes situations industrielles. Pour chacune d'elle, nous présentons une expertise des matrices utilisées et une exploitation du schéma de calcul de l'usure couple à une modélisation de l’opération par le code de simulation forge2. Ceci permet de valider le modèle en précisant ses limites d'application.
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Chabassier, Juliette. "Modélisation et simulation numérique d'un piano par modèles physiques." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2012. https://theses.hal.science/docs/00/67/88/18/PDF/These.pdf.
Full textAbstract:
Cette étude porte sur la modélisation et la simulation numérique d'un piano, en domaine temporel, par modèles phy- siques. Nous souhaitons rendre compte du comportement vibratoire et acoustique du piano, en prenant en compte les éléments principaux qui contribuent à la production du son. La table d'harmonie est modélisée par une équation bidimensionnelle de plaque épaisse, le système de Reissner Mindlin, pour un matériau orthotrope et hétérogène, dont l'amortissement dépend de la fréquence. Grâce aux équations de la vibroacoustique, la table rayonne dans l'air, dans lequel on souhaite calculer le champ acoustique complet autour de la ceinture du piano, que l'on suppose rigide. La table d'harmonie est d'autre part sollicitée par les cordes, à travers le chevalet où elles présentent un léger angle par rapport au plan horizontal. Chaque corde est modélisée par un système d'équations monodimensionnelles amorties dans lequel on prend en compte non seulement les ondes transversales excitées par le marteau, mais aussi la raideur à travers les ondes de cisaillement, ainsi que le couplage avec les ondes longi- tudinales provenant de la prise en compte des non linéarités géométriques. Le marteau est lancé avec une vitesse initiale vers un chœur de cordes, contre lequel il s'écrase avant d'être repoussé par les cordes. La force d'interaction dépend de façon non linéaire de l'écrasement du marteau. Le modèle complet de piano, que l'on souhaite résoudre numériquement, consiste donc en un système couplé d'équations aux dérivées partielles, dont chacune revêt des difficultés de nature différente : la corde est régie par un système d'équations non linéaires, la table d'harmonie est soumise à un amortissement dépendant de la fréquence, la propagation acoustique requiert un très grand nombre d'inconnues; auxquelles s'ajoute la difficulté inhérente aux couplages. D'une part, la stabilité numérique du schéma discret peut être compromise par la présence d'équations non linéaires et de nombreux couplages. Une méthode efficace pour garantir cette stabilité a priori est de construire un schéma qui conserve, ou dissipe, un équivalent discret de l'énergie physique d'un pas de temps au suivant. Une contribution majeure de ce travail a été de développer des schémas préservant une énergie discrète pour une classe de systèmes non linéaires dans laquelle s'inscrit le modèle de corde. D'autre part, afin d'augmenter l'efficacité de la méthode et de réduire le coût des calculs numériques, il est souhaitable de mettre à jour de façon découplée les inconnues liées aux différentes parties du problème, sur lesquelles la discrétisation en temps est faite de façon différente, afin de s'adapter aux spécificités de chacune. L'introduction de multiplicateurs de Lagrange nous permet de réaliser ce découplage artificiel grâce à des compléments de Schur adaptés. L'utilisation du code de calcul en situation réaliste montre le potentiel d'une telle modélisation d'un piano complet en domaine temporel. Au delà de très bien reproduire les mesures, il est possible d'étudier l'influence de certains phénomènes physiques (corde raide, non linéaire), de la géométrie ou encore des matériaux utilisés sur le comportement vibratoire général du piano, et sur le son en particulier. L'enrichissement spectral, ainsi que l'apparition des " partiels fantômes " et du précurseur non linéaire sont clairement mis en évidence pour les grandes amplitudes de jeu, soulignant l'intérêt de notre approche dans la compréhension du fonctionnement de l'instrument<br>The purpose of this study is the time domain modeling and numerical simulation of a piano. We aim at explaining the vibratory and acoustical behavior of the piano, by taking into account the main elements that contribute to sound production. The soundboard is modeled as a bidimensional thick, orthotropic, heterogeneous, frequency dependant damped plate, using Reissner Mindlin equations. The vibroacoustics equations allow the soundboard to radiate into the surrounding air, in which we wish to compute the complete acoustical field around the perfectly rigid rim. The soundboard is also coupled to the strings at the bridge, where they form a slight angle from horizontal. Each string is modeled by a one dimensional damped system of equations, taking into account not only the transversal waves excited by the hammer, but also the stiffness thanks to shear waves, as well as the longitudinal waves arising from geometric nonlinearities. The hammer is given an initial velocity that projects it towards a choir of strings, before being repelled. The interacting force is a nonlinear function of the hammer compression. The final piano model that will be discretized is a coupled system of partial differential equations, each of them exhibiting specific difficulties (nonlinear nature of the string system of equations, frequency dependant damping of the soundboard, great number of unknowns required for the acoustic propagation), in addition to couplings' inherent difficulties. On the one hand, numerical stability of the discrete scheme can be compromised by nonlinear and coupling terms. A very efficient way to guarantee this stability is to construct a numerical scheme which ensures the conservation (or dissipation) of a discrete equivalent of the continuous energy, across time steps. A major contribution of this work has been to develop energy preserving schemes for a class of nonlinear systems of equations, in which enters the string model. On the other hand, numerical efficiency and computation time reduction require that the unknowns of each problem's part, for which time discretization is specific, hence different, be updated separately. To achieve this artificial decoupling, adapted Schur complements are performed after Lagrange multipliers are introduced. The potential of this time domain piano modeling is emphasized by realistic numerical simulations. Beyond greatly replicating the measurements, the program allows us to investigate the influence of physical phenomena (string stiffness or nonlinearity), geometry or materials on the general vibratory behavior of the piano, sound included. Spectral enrichment, " phantom partials " and nonlinear precursors are clearly revealed when large playing amplitudes are involved, highlighting how this approach can help better understand how a piano works
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Chabassier, Juliette. "Modélisation et simulation numérique d'un piano par modèles physiques." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00690351.
Full textAbstract:
Cette étude porte sur la modélisation et la simulation numérique d'un piano, en domaine temporel, par modèles phy- siques. Nous souhaitons rendre compte du comportement vibratoire et acoustique du piano, en prenant en compte les éléments principaux qui contribuent à la production du son. La table d'harmonie est modélisée par une équation bidimensionnelle de plaque épaisse, le système de Reissner Mindlin, pour un matériau orthotrope et hétérogène, dont l'amortissement dépend de la fréquence. Grâce aux équations de la vibroacoustique, la table rayonne dans l'air, dans lequel on souhaite calculer le champ acoustique complet autour de la ceinture du piano, que l'on suppose rigide. La table d'harmonie est d'autre part sollicitée par les cordes, à travers le chevalet où elles présentent un léger angle par rapport au plan horizontal. Chaque corde est modélisée par un système d'équations monodimensionnelles amorties dans lequel on prend en compte non seulement les ondes transversales excitées par le marteau, mais aussi la raideur à travers les ondes de cisaillement, ainsi que le couplage avec les ondes longi- tudinales provenant de la prise en compte des non linéarités géométriques. Le marteau est lancé avec une vitesse initiale vers un chœur de cordes, contre lequel il s'écrase avant d'être repoussé par les cordes. La force d'interaction dépend de façon non linéaire de l'écrasement du marteau.Le modèle complet de piano, que l'on souhaite résoudre numériquement, consiste donc en un système couplé d'équations aux dérivées partielles, dont chacune revêt des difficultés de nature différente : la corde est régie par un système d'équations non linéaires, la table d'harmonie est soumise à un amortissement dépendant de la fréquence, la propagation acoustique requiert un très grand nombre d'inconnues; auxquelles s'ajoute la difficulté inhérente aux couplages. D'une part, la stabilité numérique du schéma discret peut être compromise par la présence d'équations non linéaires et de nombreux couplages. Une méthode efficace pour garantir cette stabilité a priori est de construire un schéma qui conserve, ou dissipe, un équivalent discret de l'énergie physique d'un pas de temps au suivant. Une contribution majeure de ce travail a été de développer des schémas préservant une énergie discrète pour une classe de systèmes non linéaires dans laquelle s'inscrit le modèle de corde. D'autre part, afin d'augmenter l'efficacité de la méthode et de réduire le coût des calculs numériques, il est souhaitable de mettre à jour de façon découplée les inconnues liées aux différentes parties du problème, sur lesquelles la discrétisation en temps est faite de façon différente, afin de s'adapter aux spécificités de chacune. L'introduction de multiplicateurs de Lagrange nous permet de réaliser ce découplage artificiel grâce à des compléments de Schur adaptés. L'utilisation du code de calcul en situation réaliste montre le potentiel d'une telle modélisation d'un piano complet en domaine temporel. Au delà de très bien reproduire les mesures, il est possible d'étudier l'influence de certains phénomènes physiques (corde raide, non linéaire), de la géométrie ou encore des matériaux utilisés sur le comportement vibratoire général du piano, et sur le son en particulier. L'enrichissement spectral, ainsi que l'apparition des " partiels fantômes " et du précurseur non linéaire sont clairement mis en évidence pour les grandes amplitudes de jeu, soulignant l'intérêt de notre approche dans la compréhension du fonctionnement de l'instrument.
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Laborde, Jean-Luc. "Modélisation des phénomènes physiques induits par la propagation d'ultrasons de puissance au sein d'un fluide." Bordeaux 1, 1998. http://www.theses.fr/1998BOR10639.
Full textAbstract:
La propagation d'ultrason dans un fluide engendre des phenomenes physiques mal connus. Parmi eux, la cavitation acoustique presente un interet pour les chimistes. En effet, des bulles de cavitation grossissent et implosent, liberant au sein meme du fluide des quantites importantes d'energie. Cette these se donne pour but de mieux apprehender l'ensemble des phenomenes mis en jeu, de comprendre leurs actions et leurs mecanismes, afin de les mettre a profit. La voie de modelisation est suivie, a travers la mise en uvre de codes de calcul d'acoustique et de mecanique des fluides. Un critere numerique est etabli et permet de propager et de reflechir une onde ultrasonore sans attenuation. Des zones de fortes et faibles amplitudes de pression sont clairement mises en evidence a l'interieur d'un reacteur, de meme que l'hydrodynamique d'un tel systeme est identifiee. Parallelement, une activite experimentale permet d'observer, et de quantifier les phenomenes induits en vue de valider les modeles choisis. La qualification des reacteurs (28 a 550 khz) concus et fabriques pour l'occasion, s'effectue a l'aide de photographies de chimiluminescence. L'utilisation du cinema rapide conduit a l'identification des differents types de cavitation. L'emploi de la velocimetrie laser (piv) se montre performante, et la comparaison avec les resultats numeriques est tres satisfaisante. L'interet industriel des ultrasons provient de l'essor de la sonochimie. Les modeles utilises permettent deja de dimensionner des reacteurs existant et de concevoir de nouveaux systemes de sonification. La meilleure connaissance du phenomene de cavitation et de ses modes d'action permet d'envisager de nouveaux procedes.
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Bouveret, Frédéric. "Modélisation des phénomènes physiques spécifiques aux réacteurs à eau bouillante, notamment le couplage neutronique-thermohydraulique." Grenoble INPG, 2000. http://www.theses.fr/2000INPG0135.
Full textAbstract:
La filiere des reacteurs a eau bouillante contribue au quart de la production d'energie electronucleaire mondiale. Alors qu'en france, tres peu d'etudes ont ete menees sur le sujet, un regain d'interet pour ce type de reacteurs se dessine actuellement. L'objectif du travail presente ici est de constituer une premiere etape vers la mise au point d'une methodologie de calcul de cur industrielle avec les outils de calcul du commissariat a l'energie atomique. La production de la vapeur dans le cur du reacteur induit d'importantes differences dans les choix technologiques par rapport aux reacteurs a eau pressurisee. Les principaux phenomenes physiques specifiques aux reacteurs a eau bouillante sont analyses et des solutions innovantes sont proposees pour les traiter. Le travail de these a permis des avancees significatives pour la methodologie de calcul. Les caracteristiques des assemblages reb entrainent de forts gradients de flux. La methode de calcul d'assemblage usuellement utilisee pour les rep ne permet de prendre en compte ces gradients qu'au detriment de temps de calculs qui deviennent prohibitifs. Une nouvelle methodologie basee sur la decomposition du calcul en deux etapes est alors mise au point. Les modifications de taux de vide dans les assemblages induisent d'importantes variations de spectre qu'il est necessaire de prendre en consideration au niveau du calcul de cur. Nous proposons l'utilisation d'un parametre historique de taux de vide pour la creation des bibliotheques de sections efficaces destinees au calcul de cur ainsi que le calcul de l'evolution des principaux isotopes par le code de cur. Il reste encore du travail a effectuer et un calcul de cur avec couplage neutronique-thermohydraulique permet de recenser les points qu'il reste a etudier. Parmi ceux-ci, le principal est la prise en compte de la croix de controle dans les differentes etapes du calcul.
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Seznec, Benjamin. "Modélisation des phénomènes physiques intervenant au cours de l’émission électronique sous haute tension sous vide." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS525/document.
Full textAbstract:
Que ce soit dans l‟étude du claquage sous vide ou dans les sources d‟électrons par effet de champ, l‟émission électronique est un phénomène physique essentiel qui a lieu et devient dominante à la cathode sous haute tension. Dans le cas du claquage sous vide, la première étape de ce mécanisme est l‟émission d‟électrons au sommet de rugosités présentes sur la surface. Celles-ci peuvent être représentées sous la forme de pointes. Dans le cas des sources d‟électrons, l‟émission des électrons peut se faire au niveau d‟émetteurs qui eux aussi peuvent être décrits sous la forme de « pointes » distribués de manière ordonnée sur la surface. Un modèle numérique décrivant l‟émission thermo-ionique assistée par effet de champ a été développé dans le cas d‟une pointe axisymétrique et dont le traitement peut être réduit en 2D.Il s‟agit là d‟un problème multi-physique couplé nécessitant la résolution de problèmes de différentes natures : quantiques, électrostatique, électrocinétique et thermique. A partir de ce modèle, l‟étude de l‟émission et du claquage au sommet d‟une pointe soumise à une pulse électrique de l‟ordre de la nanoseconde a été étudiée. L‟étude de l‟émission électronique sur une cathode soumise à la haute tension et illuminé par un laser picoseconde a ensuite été faite en développant un modèle qui décrit notamment le chauffage du métal en régime hors équilibre. Enfin, dans le cas du claquage sous vide, la modélisation de l‟interaction entre des microparticules, présente dans l‟espace inter-électrodes,et de l‟émission électronique provenant du sommet d‟une rugosité a été realisée. Différents régimes de trajectoires de la microparticules ont été observée suivant le courant appliqué au sommet de la rugosité<br>Electron emission in vacuum from a cathode at high voltage is an important physical phenomenon for the study of vacuum breakdown or electron sources. In the vacuum breakdown, the first step of this mechanism is electron emission at the top of the microprotrusions on the surface. Microprotrusions or emitters in electron sources have the shape of a tip. A numerical model describing the thermo-field emission has been developed for a 2D axisymmetric tip. The problem is multi-physical and it is necessary to solve problems of different natures: quantum mechanics, electrostatic, electric current and thermal heating. With this model, it is possibleto study electron emission and vacuumbreakdown when nanosecond high voltage pulses are applied. Furthermore, the study of electron emission when a picosecond pulsed laser illuminates a high voltage cathode has been performed. A new model has been developped to describe the photo-electric effect and a two-temperature model has been implemented to describe the heating of the cathode in a non-equilibrium regime. Finally, the modeling of the interaction between microparticles and electron emission from microprotusions has been realised, in order to study the breakdown voltage. Different trajectories of microparticles have been identified based on the results, depending on the electron emission current
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Guilbaud, Claire. "Modélisation et visualisation de phénomènes naturels simulés par système physique particulaire." Grenoble INPG, 2002. http://www.theses.fr/2002INPG0077.
Full text
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Dura, Julien. "Etude et modélisation des phénomènes physiques émergents pour la simulation de dispositifs électroniques à base de nanofils de silicium." Phd thesis, Aix-Marseille Université, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00764112.
Full textAbstract:
Dans le contexte actuel d'optimisation des performances des dispositifs de microélectronique, le transistor MOSFET, brique de base, est soumis à des contraintes géométriques telles que son architecture même est remise en cause. L'augmentation du nombre de grille afin d'accentuer le contrôle électrostatique de la grille sur le canal a mis en avant des architectures ultimes telles que le nanofil dont la grille enrobe totalement le canal. Dans ce travail, une étude du nanofil de silicium a été réalisée afin d'estimer les potentialités de cette architecture au niveau transistor jusqu'à l'étude de petits circuits. Pour cela, un modèle analytique en courant a été mis en place et implémenté en Verilog-A afin de simuler des petits circuits dans un environnement de type ELDO. Toutefois, les paramètres du modèle telles que les masses effectives de transport (ou de confinement) ou le transport dans le film sont la clé de la prédictibilité au niveau circuit. C'est pourquoi des simulations avancées de type liaisons fortes ou Kubo-Greenwood ont été développées afin d'étudier finement l'évolution des caractéristiques du nanofil notamment vis-à-vis de son intégration géométriques. Issues de ces approches numériques, des expressions analytiques ont été établies afin d'inclure dans le modèle toute la physique observée en amont. Des effets comme l'évolution de la structure de bande ou l'impact des mécanismes d'interaction ont ainsi pu être apportés jusqu'au niveau circuit. Les résultats en courant acquièrent une certaine pertinence en créant un lien entre simulations numériques et données expérimentales.
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Ledrapier, Catherine. "Le rôle de l'action dans l'éducation scientifique à l'école maternelle : cas de l'approche des phénomènes physiques." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00360234.
Full textAbstract:
Cette recherche consiste en la conception, l'essai et l'évaluation d'un projet d'éducation scientifique à l'école maternelle. Les prescriptions actuelles prennent peu compte des résultats de la recherche en didactique des sciences et en psychologie. Les questions de recherche sont : En quel sens peut-on parler d'éducation scientifique à l'école maternelle ? Que peut-on raisonnablement envisager? Nous faisons des propositions pratiques en nous inspirant des connaissances et des problématiques en didactique des sciences ; ces propositions s'efforcent d'éviter les pratiques dont la sociologie de l'éducation a montré le caractère socialement discriminant. Le projet repose sur la conception d'activités collectives : activités heuristiques amenant les enfants à des activités de modélisation et de problématisation. Il s'agit d'apprendre à découvrir les phénomènes, à poser et construire des problèmes, à élaborer des relations de variation, à passer du registre empirique à celui de la représentation, à expliquer, à prévoir, et à savoir changer d'avis. Les essais en classe, observations et évaluations, montrent que ces activités débouchent sur l'élaboration d'une première forme de pensée scientifique chez les jeunes élèves (recherche, modélisation, problématisation); elles permettent une évolution conceptuelle, repérable sous forme de “concepts physiques en acte”; elles permettent aussi l'entrée dans des pratiques langagières spécifiques de débat et de discussion, avec apprentissage de formes d'argumentation et d'explication. Les acquis possibles sont différents selon les sections de l'école maternelle ; ils semblent être durables, et plus difficiles à atteindre lorsque les activités sont commencées après l'école maternelle.
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Tkachenko, Iuliia. "Contribution à la compréhension et à la modélisation des phénomènes physiques se produisant lors d'un assemblage par procédé hybride laser-arc." Thesis, Dijon, 2015. http://www.theses.fr/2015DIJOS012.
Full textAbstract:
Ces travaux présentent une recherche sur la physique du soudage hybride. La revue littéraire décrit les principaux processus physiques se produisant au cours de la combinaison Laser-arc, les principales réalisations et les problèmes rencontrés lors de l'analyse de ces processus. Les processus ont été étudiés pendant l'assemblage de matériaux de fortes épaisseurs. Deux configurations ont été utilisées. La première est le soudage d’un acier Superduplex en un seul passage, par Laser et arc distanciés. La seconde configuration est le soudage multipasse de l'acier 18MND5, où le faisceau Laser défocalisé intercepte le plasma d'arc électrique. Avec l'aide de la planification d'expérience, l'imagerie vidéo rapide, l'enregistrement des signaux électriques, la détermination de la température et des distorsions de l’assemblage ont permis d’expliquer le rôle de chaque source thermique et l'influence de leur combinaison sur la création du bain fondu, l'identification du mode de transfert métallique et la répartition de la chaleur dans la plaque soudée. Les relations entre les signaux électriques et la géométrie de l'arc, les dimensions du bain et la distribution de chaleur sont analysées à différentes échelles de temps. L'analyse thermique présentée montre que l'hypothèse de stationnarité, qui est largement utilisé par les simulateurs, est vraie seulement sur une courte période et pour une longueur donnée de soudure. L’analyse macrographique montre, quant à elle, l'effet de la variation des paramètres d'entrée sur la structure et la géométrie de la soudure<br>An investigation on hybrid welding physics is presented in the current work. A literature review describes main physical processes occurring during Laser-arc combination and shows main achievements and problematics met during process analysis. Physical processes were studied during joining of very thick materials. Two configurations were used. The first configuration is welding of Superduplex steel in one pass by Laser and arc that are far apart. The second configuration is multipass welding of 18MND5 steel, where defocused Laser beam intercepts arc plasma. With a help of experiment’s design, fast video imaging, electric signals recording, determination of temperature and workpiece distortion, were explained the role of each thermal source and influence of their combination on arc behaviour, molten pool creation, metallic drop transfer evaluation and heat distribution into welded plates. The relationships between electric signals and arc geometry, bath dimensions and heat distribution have been analyzed at various time scales. Thermal analysis, presented in this work, shows that hypothesis of stationarity, which is commonly used in numerical modelling, is true only during a short welding period and for a given weld length. Macrographic analysis shows effect of input parameters variation on weld’s structure and geometry
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Merlen, Alain. "Similitude physique et modélisation par explosion équivalente des phénomènes aérodynamiques de balistique intermédiaire." Lille 1, 1988. http://www.theses.fr/1988LIL10046.
Full text
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Gatard, Emmanuel. "Analyse des phénomènes physiques dans les diodes p-i-n : contribution à la modélisation électrothermique pour les applications de puissance RF et hyperfréquences." Limoges, 2006. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/0b9b8206-a9ad-4e98-8108-afdd5506fda2/blobholder:0/2006LIMO0065.pdf.
Full textAbstract:
Les diodes p-i-n sont largement utilisées dans les applications RF et hyperfréquences telles que les déphaseurs, commutateurs, atténuateurs et limiteurs. L'évaluation précise des grandeurs électriques aux accès du composant, l'étude de la fiabilité et des effets thermiques passent aujourd'hui par le couplage de modèles électriques et thermiques. Les modèles actuels de diodes en hyperfréquences sont de simples résistances contrôlées en courant sans effet non-linéaire, ni prise en compte de la température. Dans ce contexte, le comportement électrique de la diode a été largement analysé à l'aide de simulations physiques. Ainsi, un modèle électrique non-linéaire a pu être développé et implanté dans un simulateur circuit. Une méthodologie de modélisation thermique non-linéaire à partir d'une description 3D éléments finis a également été développée. Finalement, un modèle électrothermique non-linéaire de la diode p-i-n a été proposé et validé avec succès par de nombreuses mesures. Le modèle développé a été mis à profit pour la simulation d'un limiteur forte puissance en bande S<br>P-I-N diodes are widely used in active, passive microwave applications including phase shifters, switches, attenuators and limiters. An accurate prediction of electrical behavior, reliability and thermal management of semiconductor power devices goes through the coupling of thermal models with electrical models. Conventional p-i-n diode models at microwave frequencies are simply current controlled resistance without nonlinear effect and temperature dependence. In this context, the diode electrical behavior was largely studied thanks to physics-based simulations. Thus, a nonlinear electrical model was developed in forward as in reverse bias operation and implemented in a commercial circuit simulator. A nonlinear thermal reduced model of the diode was also developed from a 3D finite element description and implemented in a circuit simulator. Finally, a nonlinear electrothermal p-i-n diode model was proposed and successfully validated with small and large signal measurements. The developed model was used to enable the simulation of high power S band limiters
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Taleb, Mandana. "Phénomènes aux interfaces des isolants : mesure et simulation." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1550/.
Full textAbstract:
Les matériaux polymères sont largement utilisés en tant qu'isolants dans les domaines du génie électrique, de l'électronique de puissance et de la microélectronique. Ces diélectriques sont principalement en contact avec d'autres composants: avec des semi-conducteurs et des métaux dans les câbles haute tension, avec des substrats et d'autres diélectriques dans les systèmes multicouches. Ces interfaces sont omniprésentes, et contribuent à l'injection et l'accumulation de charges d'espace dans les diélectriques solides. D'autre part, au cours de leur vie, ils sont soumis à de nombreuses contraintes, de température, de champ. . . Ces contraintes peuvent conduire à la dégradation prématurée et à la rupture diélectrique du matériau par une distorsion du champ électrique, et conduire au dysfonctionnement du système. Des études antérieures, expérimentales et de simulations, ont montré l'importance des interfaces sur la génération de charges à l'intérieur du diélectrique, mais les approches théoriques comme la loi d'injection Schottky ne fournissent pas une description adéquate pour des courants expérimentaux. Aucune loi d'injection de charge ne permet actuellement de traduire ce qui est observé expérimentalement au niveau de la simulation. Cependant les recherches récentes montrent que les états de surface qui se forment à l'interface métal/isolant jouent un rôle important sur le comportement des diélectriques. L'injection de charges est principalement affectée par la nature du contact et des états de surface. Les états de surface sont principalement dus à des défauts chimiques, à savoir, des impuretés, des additifs et des antioxydants, ou physique comme la rugosité de surface, etc. Écouter Lire phonétiquement Dictionnaire - Afficher le dictionnaire abréviation Virginie. L'enjeu de ce travail est de comprendre les phénomènes en jeu à une interface métal/isolant, afin de les modéliser correctement. Ce travail est basé sur une approche duale modélisation et expérience. L'isolant retenu est ici est le polyéthylène basse densité (LDPE). Dans un premier temps, nous avons caractérisé expérimentalement des interfaces métal/isolant, grâce notamment aux mesures disponibles (mesures de charge d'espace, de courant de conduction, de luminescence, de profilomètrie. . . ). Dans un seconde temps, nous avons développé un modèle numérique capable de prendre en compte les états de surface. L'approche est originale, puisque l'étude porte sur l'injection et le transport de charges en tenant compte d'une distribution exponentielle des états d'énergie à l'interface<br>Due to their thermal, electrical or mechanical properties, solid organic dielectrics are more and more used in electronic, electrical and microelectronic domains. However, these dielectrics are mainly used in systems where they are in contact with other components: with semi-conducting screens in High Voltage cables, with substrates and other dielectrics in multi-layer systems, with micro or nano-particles of organic or inorganic materials. Interfaces exist in such systems and contribute to the space charge accumulation in solid dielectrics. This charge build-up can lead to dielectric breakdown, meaning the failure of the system. The major problem remains the physical description of these interfaces, as it is known that injection of charges from the interfaces is determinant in the charge generation and transport. Indeed, theoretical approaches like the Schottky injection law do not provide an adequate description of experimental currents in wide band gap insulations. Recently, surface states at the metal/organic interface were suggested as the source of additional energetic disorder, localized near the interface. Localized states at the interface are known to have a large impact on charge injection and extraction so a better understanding of the interface mechanisms is then necessary in order to develop an alternative model for charge injection. The aim of this work is to better understand the impact of the nature of the metal and of the surface topology on the charge generation at a metal/ dielectric interface. This work is based on a dual approach modeling and experience. The insulation used is here is the low density polyethylene (LDPE). First, we characterized experimentally metal / insulator interfaces thanks to the available measures (measures of space charge, current conduction, luminescence, profilometry. . . ). In a second step, we developed a numerical model capable of taking into account the surface states. The approach is original, because the study focuses on charge injection and transport with an exponential distribution of energy states at the interface
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Schaeffer, Nicolas. "Modélisation et simulation numérique des phénomènes de nucléation et de croissance en écoulement confiné." Université de Marne-la-Vallée, 2001. http://www.theses.fr/2001MARN0129.
Full text
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Strohm, Christian. "Contribution à la modélisation des phénomènes physiques couplés, par la généralisation de la méthode des différences finies aux maillages déstructurés, et la conception d'un solveur numérique." Grenoble INPG, 1999. http://www.theses.fr/1999INPG0021.
Full textAbstract:
Parmi les methodes numeriques couramment employees, telles que les volumes finis, les elements finis ou les integrales de frontieres, les differences finies ne sont pas connues pour traiter de facon generale les maillages destructures, ce qui limite bien souvent leur utilisation a des geometries simples. Nous proposons une facon de generaliser les differences finies a tout type de maillages, par une demarche systematique et suffisamment simple pour etre automatisable. L'approche purement mathematique, par les developpements limites dans l'espace allies aux polynomes d'interpolations de lagrange, confere a la methode une generalite dans le traitement des equations aux derivees partielles de la physique des milieux continus, et permet aisement de regler la precision du schema. Nous avons demontre la methode d'un point de vue theorique, et nous l'avons illustre par des cas academiques en thermique, hydrodynamique, electromagnetisme, et sur des calculs de phenomenes couples. Un code de simulation numerique general (baptise aequatio), base sur notre generalisation des differences finies, a ete developpe. Il contient un generateur d'equations qui permet de decrire des systemes aux derivees partielles, non lineaires, en regime statique, transitoire ou harmonique, et en 2 dimensions, pour des couplages numeriques qui peuvent etre forts ou faibles. Ce travail s'appuie sur un systeme de gestion de base de donnees de facon a ce qu'il puisse etre facilement enrichi d'operateurs et d'algorithmes de resolutions. Afin de tester la performance de notre methode et de notre code de calcul, nous avons traite un cas industriel complexe : le controle du jet de metal liquide en sortie de busette dans une lingotiere de coulee continue, par l'application d'un champ magnetique glissant. L'etude a permis de mettre en evidence l'influence de certains parametres cles sur la stabilite de la surface libre.
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Guillaument, Romain. "Modélisation globale de l'alimentation d'une emprise lubrifiée par émulsion : simulation numérique directe et analyse physique des phénomènes." Thesis, Bordeaux 1, 2010. http://www.theses.fr/2010BOR14166/document.
Full textAbstract:
L'objet de cette thèse est de modéliser et simuler des écoulements diphasique/triphasique à phase non miscibles. L'impact de plusieurs gouttes d' émulsion (eau/huile) sur une plaque mouillante l'huile est simulée. Ainsi, une méthode pour lisser l'interface (SVOF), afin d'obtenir une courbure précise, basée sur une méthode eulérienne de type "Volume Of Fluid" (VOF) spécifique au caractère multiphasique de l' écoulement est développée. Un modèle de ligne triple et un modèle de mouillabilité sont développés pour calculer les forces capillaires. Ces modèles et ces méthodes sont validées partir de données expérimentales puis utilisées pour simuler le Plate-Outet les écoulements macroscopiques au voisinage du cylindre de laminage<br>The scope of this dissertation is to model and simulate non-miscible multiphase °ows. Theimpact of several emulsion droplet on the wetting steel strip is simulated. So, the method ofsmooth VOF based on Eulerian "Volume Of Fluid" approach which is particulary adapted tointerfacial °ows is developed. The new method SVOF allows to calculate the curvature with abetter precison than other method. A wettability model and a triple line model are developedto calculate the capillary forces. This models and this methods validated on the experimentaldata and used to simulate the Plate-Out and the macroscopic °ows in neighbourhood of coldrolling system
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Porras, Rey Gregorio Orlando. "Modélisation des phénomènes de transport en milieu diphasique déformable (solide-liquide binaire) : simulation 2D du séchage convectif." Pau, 2005. http://www.theses.fr/2005PAUU3017.
Full textAbstract:
Dans le cadre d'une thématique générale du Laboratoire Thermique Energétique et Procédés de Pau consacrée à l'étude et l'optimisation d'opérations de séparation solide/liquide tels que le séchage, la déshydratation imprégnation par immersion ou la filtration-compression, le travail porte sur la modélisation des phénomènes de transports de masse, d'énergie et de quantité de mouvement en milieu déformable diphasique solide/liquide, la phase liquide étant binaire. Tout en tenant compte de la diffusion et du comportement rhéologique, la thèse se focalise particulièrement sur la description du transport convectif de la phase liquide sans compromettre la physique par la traditionnelle introduction d'un coefficient de transport équivalent sans fondements. La première étape de la modélisation consiste à décrire classiquement le mouvement de chacune des deux phases continues. Bien qu'à cette échelle les mécanismes soient parfaitement décrits, le passage à la simulation impose une étape d'homogénéisation par prise de moyenne. Ce changement d'échelle, décrit dans une deuxième partie, conduit à un système d'équations à l'échelle locale dans lequel apparaît la loi de Darcy. Le gradient de pression de la phase liquide, moteur naturel du transport, est conservé au détriment de l'habituel gradient de teneur en liquide trouvé dans la littérature suite à l'introduction d'une loi liant pression et fraction volumique liquide. Sans fondements physiques, cette relation se traduit par le coefficient de transport équivalent qui doit être estimé par identification sur des résultats expérimentaux, liant injustement le modèle au procédé. On montre comment l'utilisation d'une telle loi peut être évitée en exploitant simultanément la conservation du volume solide (incompressibilité) et la conservation de la masse solide. Dans la littérature, la première se substitue à la seconde pour en éviter la résolution. Le modèle est ensuite appliqué au séchage convectif 2D d'un milieu élastique linéaire. L'examen des simulations ne révèle aucun lien entre le gradient de pression, moteur du mouvement convectif, et le gradient de teneur en eau, contrairement aux affirmations de la littérature<br>One of the themes of the " Laboratoire Thermique Energétique et Procédés de Pau " is the study and the optimisation of separation processes as drying, dehydration Impregnation soaking or filtration for example. In this context, this work deals with modelling of energy, mass and momentum transport phenomena in a deformable solid/binary liquid medium. The thesis deals with diffusion and rheological behaviour and focuses on the description of the liquid phase convective transport without introducing an usual non physical equivalent transport coefficient. Conservation equations are first written for each phase. The macroscopic partial differential equations are derived by integrating over a representative volume these microscopic conservation laws. By introducing at phase scale the rheological behavior of a classic fluid for the liquid phase and by integrating the obtained equation, Darcy's law is established. This law links the average liquid velocity to the natural driving force : the pressure gradient. The difficulty is then to express the average pressure of the liquid phase which cannot be deduced from the capillary pressure like in three-phase media. In the literature, authors get round this difficulty by introducing arbitrarily a phenomenological law which supposes that the pressure depends on the liquid volume fraction. This law constitutes an important limitation to the analysis of transport mechanisms. From a physical point of view, the driving force is undoubtedly without any foundations. From a practical point of view, an equivalent transport coefficient must be identified numerically by matching experimental and predicted data in such a way that model and process become dependant. The main novelty of the model proposed is that such a law is not introduced by keeping solid mass conservation and solid volume conservation together. Modelling is then applied to the convective drying of an elastic medium. Two dimensional simulations show notably that pressure gradient and moisture gradient are not linked contrary to the literature hypothesis
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Guyader, Gaël. "Modélisations temporelles simplifiées des phénomènes physiques à l'origine du bruit moteur : dédiées au portage temps réel et aux applications de design sonore." Lyon, INSA, 2003. http://www.theses.fr/2003ISAL0018.
Full textAbstract:
Dans l'industrie automobile les niveaux de bruit sont bien maîtrisés, mais une nouvelle étape s'annonce : celle du design sonore visant non plus à réduire le bruit mais à le rendre agréable, voire porteur de sens ou de sensations. Pour le moteur à combustion interne, l'action de design sonore doit commencer par la caractérisation des sources. La procédure de synthèse sonore proposée doit à terme fournir un outil d'analyse de la qualité de bruit d'un moteur, les bruits générés sont décrits par deux approches ; l'une globale et l'autre physique. Partant du cycle de combustion, deux familles de bruits sont définies. La première concerne le bruit généré par des processus vibratoires, la seconde les sources aéroacoustiques. Deux méthodes d'estimation du rayonnement acoustique sont présentées puis confrontées aux mesures. Un test perceptif a vérifié le réalisme du modèle face aux mesures<br>Noise levels are well controlled in the car industry but a new step is pointing out: the sound design one aiming to make noise pleasant even bringing either sense or sensations, and no longer aiming to reduce noise. Sound design action must begin with source characterization for the intern combustion engine. The proposed sound synthesis procedure supplies an analysis tool to study engine noise quality in function of technical characteristics. Generated noises are described by two approaches, one of them being a global one and the other one being a physical one. After reminding engine functioning basis, two noise groups are defined from the combustion cycle. The first one concerns noise generated by Vibrations and the second one deals with aéroacoustic sources. Two methods dealing with an acoustic radiation assessment are presented and then faced to measurements. Finally a perceptive test has checked the realism of the model, comparing it with measurements
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Mangeot, Alexandre. "Etude expérimentale et développement numérique d'une modélisation des phénomènes physicochimiques dans un propulseur hybride spatial." Phd thesis, Université d'Orléans, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00835074.
Full textAbstract:
La propulsion hybride utilise classiquement un comburant liquide (ou gazeux) injecté dans une chambre de combustion qui contient le carburant à l'état solide. La flamme de diffusion, qui apparait à la rencontre des deux flux de matière, est autoentretenue par la pyrolyse du carburant consécutive à l'apport de chaleur produite par la combustion. Afin d'améliorer les performances de ce type de propulsion, il est nécessaire de bien comprendre le couplage physicochimique des phénomènes. Le couple d'ergols polyéthylène/mélange gazeux dioxygène et diazote a été choisi pour cette étude. Les caractéristiques du polyéthylène ont été déterminées par des analyses physicochimiques, elles permettent de mettre en évidence un effet de la pression et de la nature de l'atmosphère sur la composition des produits de pyrolyse. Un banc d'essais de combustion avec une instrumentation a permis de caractériser le comportement du polyéthylène en situation réelle. Les données acquises ont été analysées afin d'obtenir des grandeurs physiques pertinentes à comparer avec des résultats de simulations. Pour effectuer des simulations de chambre de combustion de propulseur hybride, le développement d'un modèle numérique instationnaire et bidimensionnel a débuté. De nombreux cas test "académiques" sont présentés et ont confirmés la bonne implémentation des méthodes numériques de résolution et des équations physiques et chimiques. Cependant, lors des simulations de la chambre de combustion complète, une divergence de pression est apparue dont les causes ont été activement recherchées.
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Vaugeois, Antoine. "Modélisation de l'influence de la structure des joints de grains sur les phénomènes de ségrégation." Thesis, Normandie, 2017. http://www.theses.fr/2017NORMR096/document.
Full textAbstract:
La présente étude porte sur la modélisation de la structure des joints de grains (JG) et sur les phénomènes de ségrégation. Dans les matériaux polycristallins, la ségrégation aux joints de grains a des conséquences importantes sur leurs propriétés structurelles et fonctionnelles : glissement intergranulaire, corrosion intergranulaire et modification des propriétés mécaniques. Ce phénomène devient particulièrement important pour les matériaux irradiés où la ségrégation intergranulaire induite par irradiation peut conduire à une modification locale de la composition des joints de grains et par conséquent, à une évolution parfois néfaste des propriétés macroscopiques de ces matériaux. Dans ce manuscrit, nous nous sommes focalisés sur le développement de la méthode des quasiparticules pour pouvoir modéliser ce phénomène dans des systèmes binaires. La méthode des quasi-particules est un modèle continu qui permet de modéliser les phénomènes physiques à l’échelle atomique. Un des avantages est lié à la possibilité de modéliser les déplacements des atomes dans l’espace continu, tout en permettant de modéliser des transitions diffusives s’étalant sur des temps longs. Dans ce travail la méthode des quasi-particules a été appliquée pour étudier la ségrégation du phosphore aux JG. Le lien entre les différentes structures des JG et la concentration du phosphore aux JG a été établi. Pour modéliser les phénomènes qui ont lieu aux JG dans les matériaux irradiés le modèle des quasi-particules a été développé pour pouvoir inclure des lacunes ou des auto-interstitiels puis décrire leurs cinétiques. Ensuite la diffusion et l’annihilation des lacunes (ou des auto-interstitiels) aux JG ont été modélisées. Il a été montré que lorsque la force de puits du JG est assez importante, les lacunes diffusent vers les JG et des cavités se forment aux JG en ayant une forme allongée, ce qui concorde avec les données expérimentales. Le modèle des quasi-particules a été également appliqué pour étudier la croissance des grains dans un polycristal<br>This thesis focuses on the modeling of grain boundaries (GB) structure and segregation phenomena. Segregation at GB in polycrystalline materials can have profound consequences on structural and functional properties : intergranular slipping, intergranular corrosion and mechanical properties. Segregation becomes really important in irradiated materials where radiation-induced segregation can change th local composition of GB and sometimes impact the macroscopic properties of materials. In this work, the quasi-particles approach is developed to model these phenomena in binary systems. The quasi-particles approach is a continuous model able to model physical phenomena at atomic scale. One of the insight of this model is the capability to simulate atomic displacement in continuum space and diffusive transitions at mesoscale. In this work, the quasi-particles approach is used to study phosphorus segregation at GB. The link between GB structure and phosphorus concentration is highlighted. Next, vacancies or self-interstitial are introduced into the quasi-particles approach to model some specific phenomena which occur in irradiated materials. In particular, the diffusion and annihilation of vacancies (or self-interstitials) at GB could be modeled. When sink strength of GB is large enough, vacancies diffuse to GB and create voids with elongated shape, consistantly with experimental observation. Finally, the quasi-particles approach is used to study grain growth in polycrystalline materials
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Piquet, Arthur. "Analyse physique et simulation numérique des phénomènes de décollement de jet dans les tuyères supersoniques." Thesis, Normandie, 2017. http://www.theses.fr/2017NORMIR09/document.
Full textAbstract:
Cette thèse, initiée par un programme de coopération franco-britannique entre la DGA et la DSTL, est consacrée à l’étude des phénomènes de décollement de jet au sein des tuyères propulsives sur-détendu. L’aérothermodynamique des systèmes propulsifs (missile, avion supersonique ou lanceur) est un des domaines de la mécanique des fluides où des progrès décisifs restent à réaliser pour améliorer les performances des ensembles moteurs, en terme de bilan de poussée, de stabilité, de fiabilité et de réduction de nuisances (bruit, émission de polluants, etc.). Les conditions de vols et la complexité des phénomènes caractéristiques n’étant pas reproductibles sur bancs d’essais à l’aide des outils expérimentaux actuelles, l’utilisation de simulation numérique permettrait une étude approfondie et précise des phénomènes mis en jeu. Le besoin d’informations concernant l’instationnarité de l’écoulement s’affirmant de plus en plus, notamment sur les phénomènes basse fréquence dû aux décollements de jets, l’utilisation des simulations numériques aux grandes échelles (LES) permettrait de faire face au coût prohibitif des simulations directes (DNS). Les tuyères sur-détendu souffrent de charges latérales, caractérisées par des forces instationnaires orthogonales à la direction de l’écoulement. Ils sont causés par le décollement de la couche limite se développant le long de la paroi, provoquant des excursions de chocs importants, parfois asymétrique. Ces phénomènes instationnaires ont déjà été observés expérimentalement et numériquement. Ces instationnarités émergent d’une combinaison de phénomène complexe, tels que les interactions choc/couche limite sur la paroi de la tuyère, les couches de mélange décollées ou les zones de recirculation en aval du décollement, toutes produisant des modes énergétiques à différente fréquence caractéristique et tout particulièrement dans la plage de basse fréquence. Capturer le phénomène de décollement est un véritable défi dû à la nécessité de résoudre plusieurs échelles spatiales et temporelles. L’utilisation des simulations directes (DNS) ou résolu proche paroi (WR-LES) devient difficile compte tenu des ressources en calcul numérique actuelles. Pour parer ce problème, l’utilisation d’une stratégie de modélisation proche paroi est nécessaire. Le modèle de paroi développé par Kawai & Larsson (2013) est intégré à la simulation LES, combiné au modèle de viscosité de Duprat et al. (2011) afin de tenir compte des gradients de pression rencontré tout au long de la tuyère. Le développement d’un code curviligne a également permis de réduire le coût de calcul des simulations cylindriques en utilisant un maillage raffiné proche paroi. Les résultats obtenus à partir des simulations modélisés (WM-LES) permettent de bien mettre en évidence les phénomènes d’instationnarité menant au problème de charge latérale. Le coût de calcul étant réduit de 40 fois comparé à une simulation résolu proche paroi WR-LES, la production d’une base de donnée basse fréquence devient possible. La comparaison des calculs modélisés aux calculs résolus et aux données expérimentales confirme la bonne implémentation du modèle pour des simulations LES de tuyère propulsive. La caractérisation des différents phénomènes est faite à l’aide d’analyses spectrales effectuées sur la base de donnée permettant de mettre en avant le phénomène basse fréquence rencontré dans les tuyères sur-détendu<br>The present thesis, sponsored by a Franco-British cooperation program between the DGA and the DSTL, is devoted to the study of separation phenomenon in over-expanded nozzle. The aerothermodynamic of propulsion systems (missile, supersonic aircraft or launcher) is one the fields of fluid mechanics where important progress remains to be made in order to improve the performance of the engine, in terms of thrust, stability, reliability and pollutant (noise reduction, pollutant emissions, etc.). Since the flight conditions and the complexity of the characteristic phenomena are not reproducible on experimental benches, the use of numerical simulation would allow a thorough and precise study of the phenomena involved. The instationnarity observed in the separation of the boundary layer is becoming a main concern nowadays, especially the low-frequency phenomenon observed in some experiments, the use of large scale simulations (LES) would fit perfectly the computational power allocated on supercomputer compared to the prohibitive cost of direct simulations (DNS). Over-expanded nozzles are known to suffer from side loads, characterized by undesired unsteady forces orthogonal to the flow direction. They are caused by boundary-layer separation that causes significant and asymmetrical shock excursions within the nozzle. These phenomena have been studied experimentally and numerically. They emerge from a combination of complex unsteady flow phenomena, not yet fully understood, such as shock/boundary-layer interactions at the nozzle walls, detached mixing layers, and large regions of recirculating flow, all producing energetic motions at frequencies one or two orders of magnitudes lower than the characteristic frequency of the incoming turbulence. Capturing the phenomenon is a real challenge due to the need to resolve at least four decades of time scales, from the energetic scales of the incoming turbulence. This makes both direct (DNS) and wall-resolved large-eddy simulations (WR-LES) rather impractical. Instead, a wall-modelled LES (WM-LES) strategy is employed here, following the approach of Kawai & Larsson (2013) together with the eddy-viscosity modification of Duprat et al. (2011) so as to account for pressure gradients. The WM-LES is found to accurately reproduce the flow topology, as well as the spectral content obtained by a reference WR-LES. The development of a curvilinear code has allowed us to decrease the cost of computation of the simulations by using a stretched mesh close to the wall. The results obtained from the wall-modeled simulations (WM-LES) allowed us to capture and study the phenomena of instationnarity leading to the problem of side-loads. The WM-LES being about 40 times cheaper, the low-frequency motions may be statistically converged, enabling the study of the very low frequencies. The comparison of the modeled simulations with the resolved simulations and the experimental data confirms the good implementation of the model for LES computations of over-expanded nozzle flow. The characterization of the different phenomena is done through spectral analyses, carried out on the LES database allowing the highlight of the low-frequency phenomenon encountered in the over-expanded nozzle flow
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Courbon, Cédric. "Vers une modélisation physique de la coupe des aciers spéciaux : intégration du comportement métallurgique et des phénomènes tribologiques et thermiques aux interfaces." Phd thesis, Ecole Centrale de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00713527.
Full textAbstract:
De nos jours, le contexte de mondialisation des marchés impose aux industriels des contraintes économiques sans précédent. Afin de rester concurrentiels, ils n'ont d'autre choix que de modifier leur façon de concevoir et d'innover. Les techniques de production sont directement concernées avec par exemple une volonté de réduire les cycles de mise au point visant à définir les paramètres optimaux de mise en forme. On constate alors l'immersion d'un besoin fort en moyens de support, flexibles et prédictifs, permettant de limiter les campagnes d'essais et de faciliter leur exploitation. La simulation numérique se présente comme un outil pouvant répondre à ces critères. Ce travail s'est inscrit dans une démarche d'amélioration de la modélisation et de la simulation des opérations d'usinage, et à une échelle plus locale, de la modélisation de la coupe des métaux. Il aborde donc un problème complexe, fortement couplé, faisant intervenir mécanique, thermique, tribologie et métallurgie dans des conditions extrêmes. Une première partie expérimentale s'est donc orientée vers une compréhension plus fine des mécanismes de coupe mis en jeu en usinage d'un C45 normalisé et d'un 42CrMo4 trempé revenu. Elle a notamment permis de mettre en évidence, dans les zones de déformation intense, des affinements de grain conséquents, produits par l'activation d'un processus de recristallisation dynamique (DRX). L'inspection des zones de contact outil-matière a également montré les fortes hétérogénéités de contact existantes à l'interface outil-copeau et révélant la formation d'une résistance thermique de contact. Une étude rhéologique des deux nuances s'est appuyée sur des essais de compression dynamique. Menée à haute déformation, elle a permis de reproduire les évolutions microstructurales observées en coupe et d'appréhender leur influence sur la limite d'écoulement des matériaux. Deux modèles de comportement "à base métallurgique" ont été identifiés, présentant une retranscription plus fidèle que les modèles phénoménologiques standards. Des essais tribologiques dédiés ont permis d'extraire des modèles de contact capables de reproduire les phénomènes locaux existants à l'interface outil-matière. L'accent s'est principalement porté sur la thermique de contact au travers de lois de partage variables intégrant la notion de résistance thermique. L'intégralité de ces modèles a enfin été implémentée dans le code de calcul Abaqus© grâce à des développements spécifiques. Une stratégie de modélisation a été mise en place autour d'un modèle de coupe 2D afin de restituer les tendances majeures observées lors de la coupe d'aciers spéciaux. L'association de modèles 2D et 3D à copeau continu, de modèles à copeau segmenté ainsi que de simulations thermiques découplées présente un fort potentiel permettant, à terme, de modéliser une opération d'usinage dans sa globalité.
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Sikorav, Jacques. "Sur l'identification et la modélisation de phénomènes non-stationnaires en acoustique : Equation des ondes dans les ouverts non-cylindriques." Paris 9, 1988. http://www.theses.fr/1988PA090029.
Full text
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De, Vita Cédric. "Etude et optimisation de calorimètres en milieu inactif dédiés à la mesure de l"échauffement nucléaire dans le RJH : des phénomèmes physiques à l'étalonnage." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4326.
Full textAbstract:
L’instrumentation et la mesure en ligne pour les Material Testing Reactors sont en pleine expansion en France en particulier avec la construction du Réacteur Jules Horowitz (RJH) qui possédera des capacités expérimentales accrues (conditions extrêmes). Conception/développement/optimisation de moyens expérimentaux sont requis pour une caractérisation fine des conditions expérimentales régnant dans ce MTR. C’est dans ce contexte que s’inscrivent mes travaux de thèse. Plus précisément depuis 2009, le CEA et l'Université d'Aix-Marseille (Laboratoire IM2NP UMR7334, eq. Microcapteurs-Instrumentation) conduisent des programmes de recherche au sein du laboratoire commun LIMMEX afin de proposer de nouveaux capteurs et dispositifs dédiés à la détermination spatiale et temporelle des flux neutrons/photons et de l’échauffement nucléaire dans les matériaux inertes par interactions rayonnements nucléaires/matière dans les canaux du RJH. Les travaux de ma thèse ont porté sur la calorimétrie, méthode permettant la quantification de l’échauffement nucléaire. L’objectif était d’étudier et d’optimiser la méthode et les capteurs hors flux nucléaires et d'améliorer les étapes conduisant à la quantification de l’échauffement nucléaire. Ces travaux expérimentaux et numériques ont comporté trois volets principaux. Le 1er a porté sur des études sur la réponse et le comportement de calorimètres différentiels classiques. Le 2ème volet a été dédié à des études sur la méthode d’étalonnage des calorimètres prototypes. Le 3ème volet a consisté à l’interprétation de mesures d’échauffement nucléaire et à la simulation de nouveaux capteurs pouvant mesurer un échauffement nucléaire de 20W.g-1 dans le RJH<br>The instrumentation and on-line measurement for Material Testing Reactors are booming in France in particular with the construction of the Jules Horowitz Reactor (RJH), which possess increased experimental capacity (extreme conditions). Design / development / optimization of experimental resources are required for a detailed characterization of experimental conditions in the MTR. It is in this context that fit my thesis work. Specifically since 2009, the CEA and the University of Aix-Marseille (IM2NP Laboratory UMR7334, eq. Microcapteurs-Instrumentation) lead research programs in the LIMMEX joint laboratory to provide new sensors and devices dedicated to determining spatial and temporal neutron / photon fluxes and nuclear heating in the inert materials by nuclear radiation / matter interactions in the channels of RJH. The work of my thesis focused on calorimetry method for the quantification of nuclear heating. The objective was to study and optimize the method and sensors excluding nuclear flow and improve the steps leading to the quantification of nuclear heating. These experimental and numerical works involved three main components. The first focused on studies of the response and behavior of conventional differential calorimeters. The second part was devoted to studies on the calibration method calorimeters prototypes. The third component was the interpretation of nuclear heating measures and simulation of new sensors that can measure a nuclear heating of 20W.g-1 in the JHR
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Bertossi, Rémi. "Modélisation des transferts de chaleur et de masse dans les caloducs : contribution à l'analyse des phénomènes d'interfaces intervenant dans les écoulements diphasiques." Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aéronautique, 2009. http://www.theses.fr/2009ESMA0029.
Full textAbstract:
Les caloducs permettent, au sein des équipements dans lesquels ils sont intégrés, de transférer de grandes quantités de chaleur en utilisant l'enthalpie de changement de phase d'un fluide à l'état de saturation. Ils garantissent ainsi de faibles gradients de températures. Grâce à leur fiabilité, leur autonomie et leur encombrement réduit, les caloducs sont des technologies dont le développement est en plein essor. La compréhension de la physique mise en jeu dans ces systèmes requiert une modélisation numérique fine des phénomènes régissant les transferts de masse et de chaleur qui s'y produisent. Cette thèse s'intéresse plus particulièrement à la modélisation des échanges au sein des deux technologies particulières que sont les caloducs à pompage capillaire à rainures axiales et les caloducs tournants. Ce mémoire fournit d’abord, dans les deux premiers chapitres, une présentation générale des caloducs et des phénomènes physiques intervenant dans leur fonctionnement. Suit, une caractérisation complète de la micro-région située en haut des rainures des évaporateurs de caloducs rainurés. Cette région constitue une zone d'échange privilégiée. Des résultats originaux sont mis en évidence et sont établies, en particulier, des corrélations permettant de modéliser précisément cette micro-région au sein de modèles acroscopiques d'évaporateur. Le modèle utilisé pour la description de la micro-région est ensuite étendu à la caractérisation des transferts de masse et de chaleur au sein du film de liquide le long d'un caloduc tournant. Les résultats permettent alors de quantifier l'influence de certaines conditions de fonctionnement du caloduc sur ses performances. Enfin, à l'aide du code Trio_U développé au CEA-Grenoble, de premières caractérisations de comportement à l'interface liquide/vapeur sont effectuées pour des situations d'écoulements simples avant d'envisager d'étendre nos premiers travaux à la modélisation thermo- hydraulique d'un caloduc complet<br>Heat pipes are highly efficient devices thanks to the use of latent enthalpy of a fluid at saturation state characterizing the liquid/vapour phase change. They can transfer heat flux maintaining little temperatures gradients. Thanks to their reliability, their autonomy and their little size, they are more and more used in many applications. The better understanding of physical phenomena interfering in these systems requires an accurate numerical modelling of heat and mass transfers. This thesis particularly focuses on the transfers modelling in two main different technologies: grooved heat pipes and rotating heat pipes. In a first chapter, a general description of heat pipes is exposed. The second chapter focuses on the description of the physical phenomena occurring in such devices. In grooved heat pipes, important part of the heat flux injected goes through a little region called micro-region. It is localized at the top of the grooves in the evaporator. A model of this region is presented where original results are exposed; correlations are notably proposed to characterize precisely this zone in a macroscopic model of evaporator. The model used here is then adapted to the description of heat and mass transfer through the liquid film along a rotating heat pipes. The results obtained permits to show the influence of the different operating conditions on the heat pipe performances. Finally, thanks to software developed by the CEA-Grenoble, Trio U, first characterisations of the behaviour of liquid/vapour interface are done for simple two phase flows. This study will permit, in the future, to complete the previous modellings: the final aim is to develop a complete thermo-hydraulic model of heat pipe
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De, Vita Cédric. "Etude et optimisation de calorimètres en milieu inactif dédiés à la mesure de l"échauffement nucléaire dans le RJH : des phénomèmes physiques à l'étalonnage." Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4326/document.
Full textAbstract:
L’instrumentation et la mesure en ligne pour les Material Testing Reactors sont en pleine expansion en France en particulier avec la construction du Réacteur Jules Horowitz (RJH) qui possédera des capacités expérimentales accrues (conditions extrêmes). Conception/développement/optimisation de moyens expérimentaux sont requis pour une caractérisation fine des conditions expérimentales régnant dans ce MTR. C’est dans ce contexte que s’inscrivent mes travaux de thèse. Plus précisément depuis 2009, le CEA et l'Université d'Aix-Marseille (Laboratoire IM2NP UMR7334, eq. Microcapteurs-Instrumentation) conduisent des programmes de recherche au sein du laboratoire commun LIMMEX afin de proposer de nouveaux capteurs et dispositifs dédiés à la détermination spatiale et temporelle des flux neutrons/photons et de l’échauffement nucléaire dans les matériaux inertes par interactions rayonnements nucléaires/matière dans les canaux du RJH. Les travaux de ma thèse ont porté sur la calorimétrie, méthode permettant la quantification de l’échauffement nucléaire. L’objectif était d’étudier et d’optimiser la méthode et les capteurs hors flux nucléaires et d'améliorer les étapes conduisant à la quantification de l’échauffement nucléaire. Ces travaux expérimentaux et numériques ont comporté trois volets principaux. Le 1er a porté sur des études sur la réponse et le comportement de calorimètres différentiels classiques. Le 2ème volet a été dédié à des études sur la méthode d’étalonnage des calorimètres prototypes. Le 3ème volet a consisté à l’interprétation de mesures d’échauffement nucléaire et à la simulation de nouveaux capteurs pouvant mesurer un échauffement nucléaire de 20W.g-1 dans le RJH<br>The instrumentation and on-line measurement for Material Testing Reactors are booming in France in particular with the construction of the Jules Horowitz Reactor (RJH), which possess increased experimental capacity (extreme conditions). Design / development / optimization of experimental resources are required for a detailed characterization of experimental conditions in the MTR. It is in this context that fit my thesis work. Specifically since 2009, the CEA and the University of Aix-Marseille (IM2NP Laboratory UMR7334, eq. Microcapteurs-Instrumentation) lead research programs in the LIMMEX joint laboratory to provide new sensors and devices dedicated to determining spatial and temporal neutron / photon fluxes and nuclear heating in the inert materials by nuclear radiation / matter interactions in the channels of RJH. The work of my thesis focused on calorimetry method for the quantification of nuclear heating. The objective was to study and optimize the method and sensors excluding nuclear flow and improve the steps leading to the quantification of nuclear heating. These experimental and numerical works involved three main components. The first focused on studies of the response and behavior of conventional differential calorimeters. The second part was devoted to studies on the calibration method calorimeters prototypes. The third component was the interpretation of nuclear heating measures and simulation of new sensors that can measure a nuclear heating of 20W.g-1 in the JHR
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Tomashchuk, Iryna. "Assemblage hétérogène cuivre-inox et TA6V-inox par les faisceaux de haute énergie : compréhension et modélisation des phénomènes physico-chimiques." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00651486.
Full textAbstract:
La présente étude est dédiée à la compréhension des mécanismes de malaxage intervenant lors du soudage de matériaux dissimilaires par des sources de haute énergie et en particulier sur deux couples de matériaux présentant des problèmes métallurgiques différents : * cuivre - inox (lacune de miscibilité, différence de propriétés thermophysiques),* TA6V- inox (oxydation, formation de phases intermétalliques fragilisant la soudure).Pour le premier couple de matériaux, le soudage par laser Nd:YAG continu et par faisceau d'électrons a été utilisé. L'étude des évolutions de la morphologie des soudures, de la composition et de la microstructure des zones fondues ainsi que des propriétés mécaniques a permis de proposer des hypothèses sur les mécanismes de formation du mélange hétérogène à solubilité limitée. Afin de quantifier les phénomènes physiques intervenant en soudage continu de matériaux dissimilaires, la modélisation numérique a été mise en œuvre en utilisant le logiciel FEM "Comsol Multiphysics". Une série des modèles simulant les champs de températures, les mouvements convectifs et le malaxage (diffusion, méthode level set, méthode des champs de phases) a été créée. Dans le cas du laser, la formulation pseudo-stationnaire du transfert de chaleur basée sur la géométrie du capillaire simplifiée et la convection a été couplée avec les problèmes 2D de diffusion et de malaxage des matériaux dans différents plans horizontaux. En soudage par faisceau d'électrons, la morphologie de la microstructure a nécessité une formulation temporelle. Le modèle multiphysique final en couplage complet (solution multiphysique simultanée) reproduit le processus de formation d'une structure périodique de solidification lors du soudage par faisceau d'électrons et permet d'expliquer l'aspect des structures alternées entre matériaux immiscibles ou présentant de grandes différences de propriétés thermophysiques.Le deuxième couple de matériaux présente des problèmes métallurgiques majeurs liés à la formation des phases intermétalliques rendant l'assemblage direct par fusion impossible. La composition locale devient donc l'aspect-clef de la formation d'une soudure correcte : l'introduction d'un troisième matériau (cuivre) ayant une meilleure compatibilité avec le titane est nécessaire. Pour pouvoir déterminer les fenêtres optimales des conditions opératoires, les modèles numériques, créés précédemment, ont été adaptés pour quatre procédés de l'assemblage : faisceau d'électrons, soudage lasers Nd:YAG continu et pulsé, brasage par laser avec apport de fil. L'analyse élémentaire des microstructures dans les soudures résistantes mécaniquement a permis de développer le scénario de la solidification d'une zone fondue et de comprendre l'influence de la composition aux interfaces sur la résistance mécanique des assemblages.Les modèles numériques multiphysiques créés au cours de cette étude permettent l'accès rapide à la grande quantité d'information sur le comportement de la zone fondue en fonction des paramètres de soudage en se basant sur le nombre des données de départ relativement limité et sur quelques hypothèses simplificatrices. L'approche multiphysique à la modélisation de soudage permet de reproduire la forme de la zone fondue, visualiser les écoulements du liquide et cartographier la distribution de certains éléments avec une bonne corrélation avec les résultats expérimentaux. L'ensemble des modèles permet de déterminer les conditions opératoires répondant aux critères fixes en fonction de la métallurgie d'un couple hétérogène.
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Kane, Banda. "Contribution à la modélisation des phénomènes de percolation électrique dans les matériaux à structures complexes : application au soudage par induction des matériaux composites pour l'industrie aéronautique." Thesis, Nantes, 2019. http://www.theses.fr/2019NANT4072.
Full textAbstract:
Les travaux présentés dans cette thèse portent sur la modélisation des phénomènes de percolation électrique dans les matériaux à structures complexes. Ils constituent une contribution aux travaux déjà réalisés dans ce sens au laboratoire IREENA. Les matériaux cibles sont les composites stratifiés thermoplastiques à fibres de carbone longues utilisés dans l’industrie aéronautique. En effet, depuis plusieurs années, le laboratoire porte une approche originale d’injection rapide et sans contact de puissance électromagnétique dans ces matériaux, ouvrant la piste à de nouveaux procédés en rupture technologique que ce soit pour le soudage ou pour l’évaluation de la santé-matière. Cependant, l'étude directe de ces matériaux est rendue impossible par le facteur d’échelle très important entre l’échelle macroscopique (échelle de la structure) et microscopique (échelle de la fibre). Il est ainsi nécessaire de passer par des techniques d’homogénéisation multi-échelle prenant en compte les phénomènes de percolation électrique dans les plis et entre les plis. L’objectif de ce travail de thèse est de proposer une approche de modélisation de ces phénomènes validée par une campagne de caractérisation électrique et par coupes micrographiques. La focalisation de la puissance de chauffe dans une zone d’intérêt est aussi une piste exploitée dans ces travaux de thèse<br>The work presented in this thesis focuses on the modelling of electrical percolation phenomena in materials with complex structures. It is a contribution to the work already carried out in this direction within IREENA laboratory. The target materials are carbon fiber reinforced thermoplastic laminated composites used in the aeronautics industry. Indeed, for several years, the laboratory has been using an original approach of rapid and non-contact injection of electromagnetic power into these materials, opening the way to new processes that are technologically groundbreaking, whether for welding or for the assessment of material health. . However, the direct study of these materials is impossible by the very important scale factor between macroscopic (structure part scale) and microscopic (fiber scale) scales. It is therefore necessary to use multi-scale homogenization techniques that take into account the phenomena of electrical percolation in the plies and between the plies. The objective of this thesis work is to propose a modeling approach of these phenomena validated by an electrical characterization campaign and micrographic sections. The focusing of the heating power in an area of interest is also a possibility used in this thesis work
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Chaussonnet, Geoffroy. "Modélisation des phénomènes de film liquide et d'atomisation pour la Simulation aux Grandes Échelles de brûleurs aéronautiques alimentés par atomiseurs "airblast"." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01006179.
Full textAbstract:
Les turbines à gaz doivent satisfaire des normes d'émission polluantes toujours en baisse. La formation de polluants est directement liée à la qualité du mélange d'air et de carburant en amont du front de flamme. Ainsi, leur réduction implique une meilleure prédiction de la formation du spray et de son interaction avec l'écoulement gazeux. La Simulation aux Grandes Échelles (SGE) semble un outil numérique approprié pour étudier ces mécanismes. Le but de cette thèse est de développer des modèles phénoménologiques décrivant la phase liquide notamment le film et son atomisation en bout de lèvre d'injecteur, dans un contexte SGE. Ces modèles sont validés ou calibrés sur l'expérience académique réalisée par l'Institut für Thermische Strömungsmaschinen (ITS) de l'université technologique de Karlsruhe (KIT), et appliqués dans une configuration réelle de moteur d'hélicoptère. Dans un premier temps, le film liquide mince est décrit par une approche Lagrangienne. Les particules de film représentent un volume élémentaire de liquide adhérent à la paroi. L'équation du mouvement est donnée par l'intégration des équations de Saint-Venant sur l'épaisseur du film. La dynamique du film est donnée par le gradient de pression longitudinal, le cisaillement interfacial du gaz et la gravité. Dans un second temps, l'atomisation du film est caractérisée par la distribution de taille de gouttes du spray généré. Celle-ci est décrite par une distribution de Rosin-Rammler dont les coefficients sont paramétrés par la vitesse du gaz, la tension superficielle du liquide et l'épaisseur de la lèvre de l'injecteur. Les constantes de ce modèle, baptisé PAMELA, sont calibrées sur l'expérience du KIT-ITS. La simulation de l'expérience KIT-ITS permet de valider le modèle de film, de vérifier la robustesse du modèle PAMELA, et de comparer qualitativement l'angle du spray généré. L'application de ces modèles dans une configuration réelle partiellement instrumentée permet de valider PAMELA sans modification de ses constantes, et d'étudier leur impact sur la structure de flamme, comparé aux méthodes traditionnelles d'injection liquide.
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Seguin, Marie-Océane. "Étude numérique et expérimentale de la dynamique des phénomènes de convection naturelle au sein de condenseur." Electronic Thesis or Diss., Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2024. http://www.theses.fr/2024ESMA0005.
Full textAbstract:
Le condenseur constitue un des composants principaux de la boucle de propulsion des navires conçus par Naval Group. Les phénomènes physiques associés à ses écoulements interne et externe sont complexes et multiples notamment en régime transitoire. L’estimation de l’évolution temporelle des grandeurs d’intérêt lors de phases de changement d’allure du navire ou d’incidents de perte de refroidissement est primordiale. En effet, elle permet le dimensionnement des composants annexes au condenseur (pompes, vannes, etc.) et la détermination des scénarios optimaux à mettre en place en cas d’avarie. Si de nombreux travaux existent relativement au fonctionnement du condenseur en régime stationnaire, les régimes transitoires sont eux peu documentés. C’est dans ce contexte que s’inscrit cette thèse dont l’objectif est le développement d’un modèle de calcul qualifié à partir de données d’essais permettant l’étude des phénomènes observés en régime transitoire. Un modèle de calcul basé sur une modélisation 0D de l’écoulement vapeur extérieur-tube et 1D de l’écoulement liquide intérieur-tube est développé. Il s’appuie, entre autres, sur l’utilisation de corrélations empiriques permettant la prise en compte de la convection forcée à l’intérieur des tubes et de la condensation à l’extérieur du faisceau. La qualification de ce modèle repose sur une comparaison à des résultats numériques et expérimentaux. Une boucle diphasique a notamment été mise en place au laboratoire. Ce dispositif est composé de différents éléments dont le principal est un condenseur constitué d’un faisceau de 5 tubes. La comparaison des résultats numériques et expérimentaux a dans un premier temps permis de choisir les corrélations permettant la meilleure modélisation des phénomènes. Le modèle de calcul développé a ensuite pu être validé en régimes stationnaire (écarts inférieurs à 20% sur la pression dans le condenseur) et transitoire (bonne estimation de la dynamique d’évolution de la pression). De même, l’impact des phénomènes transitoires tels que les inerties thermiques et la compression de la phase vapeur a pu être mis en avant au travers d’études de sensibilité. Enfin, l’application du modèle de calcul à un condenseur industriel a également montré de bons résultats<br>The condenser is one of the main components in the propulsion loop of ships designed by Naval Group. The physical phenomena associated with its internal and external flows are complex and multiple, particularly in transient conditions. It is therefore essential to estimate the temporal evolution of the variables of interest when the ship's speed changes or when there is a loss of cooling. It enables the sizing of the condenser's ancillary components (pumps, valves, etc) and the determination of the optimum scenarios to be implemented in the event of damage. While a great deal of work has been done on condenser operation in steady-state conditions, little has been done on transient conditions. The aim of this thesis is to develop a qualified calculation model based on test data to analyze transient phenomena. A calculation model based on 0D modelling of the external vapour flow and 1D modelling of the internal liquid flow has been developed. It is based on the use of empirical correlations that enable forced convection inside the tubes and condensation outside the bundle to be considered. The qualification of this model is based on a comparison with numerical and experimental results. A two-phase loop has been set up in the laboratory. This device is made up of various elements, the main one being a condenser consisting of a bundle of 5 tubes. By comparing the numerical and experimental results, it was first possible to select the correlations that would provide the best modelling of the phenomena. The calculation model developed was then validated in steady state (deviation of less than 20% for the pressure in the condenser) and transient (good estimate of the dynamics of pressure evolution) regimes. The impact of transient phenomena such as thermal inertia and vapour phase compression was also highlighted through numerical studies. Finally, the application of the calculation model to an industrial condenser showed good results as well
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Altmeyer, Guillaume. "Modélisation théorique et numérique des critères d'instabilité plastique : application à la prédiction des phénomènes de striction et de localisation lors d'opérations d'emboutissage." Phd thesis, Paris, ENSAM, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00695660.
Full textAbstract:
L'objectif est d'apporter une contribution à la prédiction des phénomènes de striction et de localisation sous forme de bandes par la modélisation des critères d'instabilité plastique, par la comparaison de leurs bases théoriques et par le tracé de Courbes Limites de Formage (CLF) numériques. Une étude bibliographique permet de distinguer quatre approches principales : le principe de force maximum, l'analyse de bifurcation, l'analyse linéaire de stabilité et les méthodes multizones. Afin de permettre une comparaison, les principaux critères sont réécrits dans un cadre commun. Pour la striction diffuse, un rapprochement entre les critères de force maximum et de bifurcation par point limite est proposé. Pour la localisation, les prédictions de CLF obtenues avec le modèle M - K tendent vers celles du critère de Rice lorsque la taille du défaut initial tend vers zéro. Des tracés de CLF illustrent ces résultats et mettent en évidence l'influence du choix de la loi d'écrouissage sur les CLF.
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Messainguiral, Christiane. "Modélisation et interprétation des phénomènes physiques responsables des fluctuations des signaux délivrés par les détecteurs hors-coeur et en-coeur des réacteurs à eau préssurisée : potentialités d'une surveillance en service basée sur la mesure et l'analyse de ces fluctuations." Paris 11, 1987. http://www.theses.fr/1987PA112430.
Full textAbstract:
L’objet du travail de cette thèse a été d’étudier les fluctuations des signaux délivrés par les détecteurs hors-cœur et en cœur des R. E. P. 900MW et d’en assurer l’interprétation. Le but poursuivi étant de statuer sur les potentialités d’une surveillance basée sur l’analyse des fluctuations neutroniques d’un réacteur à eau pressurisée. Il s’agissait donc de faire l’inventaire des sources de perturbations normalement présentes ou d’occurrence probable sous leurs deux aspects: qualitatif et quantitatif. La faible valeur des perturbations représentées. Enfin notre travail s’appuie sur de multiples campagnes de mesures que nous avons pu effectuer sur de nombreux réacteurs. De notre travail nous extrayons les points remarquables suivants: -l’analyse des fluctuations neutroniques permet de caractériser le comportement vibratoire de composants important du cœur dans une zone où aucune mesure vibratoire direct n’est envisageable, - quelques signatures correspondant à des comportements non souhaitables ont été expérimentées, des signatures typiques correspondant à des comportements non souhaitables mais non observés ont pu être définies et pourraient donc être reconnues si elles apparaissaient, - en dehors du domaine vibratoire, les fluctuations neutroniques permettent de caractériser l’état du détecteur lui-même, - dans le domaine thermohydraulique et pour les R. E. P. , les possibilités des fluctuations neutroniques doivent être considérées comme assez faibles mais non-nulles ainsi que semblent le montrer des mesures très récentes conduites à l’étranger<br>The study of the 900 MW PWR’s ex-core neutron sensors signals fluctuations and their interpretation were to be carried out in this work. The aim,at the end was to be able to decide what could be the possibilities and the limits of a surveillance based on the pressurized water reactors noise analysis. Hence, all the perturbation sources wether they are currently present or just may occur, were to be studied under their two aspects : qualitative and quantitative. The small amplitudes of the perturbations to be considered, allowed their effect on the neutron detector signals to be calculated with the first order approximation of the perturbation theory model. We developed the model and the computer software which, from direct and adjoint fluxes carried out the calculation of detectors signal sensitivity to the perturbations that were considered. Moreover, our work was supported by numerous on-site measurements, carried out many reactors. The following facts can be extracted from the work: -neutron noise analysis allows the vibrational behavior characterization of some primary circuit main components, at locations where no direct vibratory measurements can be generally considered, - some signatures typical of unsuitable behaviors, though not observed, have been defined and could be recognized if they were to come out, - besides the vibratory area, neutron noise may be used for characterization of the detector state itself, - in the thermohydraulical field, and for PWRs, the neutron noise possibilities have to be considered as rather low though not zero as some recent measurements abroad have shown
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Gouné, Mohamed. "Etude et caractérisation de la diffusion de l'azote à 843 K dans les systèmes binaires Fe-N et ternaires Fe-N-V et Fe-N-Mn : modélisation des phénomènes de diffusion-précipitation." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2001. http://www.theses.fr/2001INPL011N.
Full textAbstract:
Le travail proposé dans ce mémoire concerne le développement de modèles de diffusion-précipitation de l'azote dans les systèmes binaire Fe-N et ternaires Fe-V-N et Fe-Mn- N. Dans le cas la diffusion de l'azote dans le système binaire Fe-N, nous proposons un modèle numérique prenant en compte la dépendance en concentration du coefficient de diffusion intrinsèque de l'azote dans les phases [epsilon] et [gamma]'. La non-linéarité du problème est traité sans aucune hypothèse sous-jacente quant à la position des interfaces. L'évolution du facteur thermodynamique est déterminée à partir des modèles de solution sub-régulière. Il existe un très bon accord entre les résultats du modèle et les données expérimentales de la littérature. Par conséquent, la mobilité et le coefficient d'auto-diffusion respectifs de l'azote dans les phases [epsilon] et [gamma]' ont été réévalués. Dans le cas de la diffusion de j'azote dans les systèmes ternaires Fe-V-N et Fe-Mn-N, nous avons développé un modèle original qui décrit simultanément la diffusion de l'azote et la précipitation de nitrures d'éléments d'alliage dans la couche de diffusion. Ce modèle, basé sur la méthode des volumes finis est couplé avec une description thermodynamique du système considéré. La validation de nos calculs a nécessité une étude expérimentale complète des couches de diffusion obtenues après nitruration à 843K des alliages Fe-O,55%V et Fe-l,62%Mn, à partir de la microsonde de Castaing, la microscopie électronique en transmission et la diffraction des rayons X. En particulier, nous avons montré l'existence d'une nouvelle phase [eta]' dans le sytème Fe-Mn-N dont le groupe spatial a été déterminé à partir de la théorie des symétries. Les résultats du modèle sont en parfaite accord avec les données expérimentales. Celui- ci pouvant aisément se généraliser aux systèmes multicomposants
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Vignoli, Stéphane. "Contribution à l'étude des phénomènes de métastabilité dans le silicium amorphe hydrogéné intrinsèque : modélisation phénoménologique et application à un nouveau matériau obtenu par décomposition de mélanges silane-hélium assistée par plasma." Lyon 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LYO10151.
Full textAbstract:
On etudie les phenomenes de metastabilite dans le silicium amorphe hydrogene (a-si:h) et notamment l'effet staebler-wronski qui consiste en la creation de defauts de coordination metastables sous lumiere. Un phenomene nouveau, a savoir la guerison de ces defauts par la lumiere, nous a amene a rediscuter les modeles phenomenologiques existants. Il est alors apparu necessaire de developper un nouveau modele. Ce dernier postule que la creation de defauts est due a la recombinaison de paires electrons-trous et que la guerison des defauts est causee par la capture de trous par ces memes defauts. Dans un second temps ce modele est applique aux resultats obtenus sur des films de a-si:h deposes dans de nouvelles conditions ; ce qui a servi de test pour valider notre modele. L'extension de l'etude a une large gamme de films a montre quele a-si:h optimal, i. E. Le plus stable sous illumination, etait obtenu a partir de melanges silane-helium a 350c
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Bouhram, Mehdi. "Étude des échappements d'ions ionosphériques du côté jour des zones aurorales." Paris 6, 2002. http://www.theses.fr/2002PA066048.
Full text
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Temmar, Mourad. "Simulation multiphysique du phénomène de rattrapage du jeu pastille-gaine dans les aiguilles combustibles des réacteurs à neutrons rapides." Thesis, Aix-Marseille, 2019. http://www.theses.fr/2019AIXM0611.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est d’améliorer la modélisation des phénomènes responsables du rattrapage du jeu séparant initialement le combustible de la gaine qui l’entoure. Une simulation réaliste du phénomène de rattrapage de jeu permet de mieux évaluer la température du combustible, grandeur cruciale pour garantir le respect du critère de non-fusion du combustible. Dans un premier temps, les phénomènes responsables du rattrapage du jeu combustible-gaine sont identifiés. La réduction de taille du jeu combustible-gaine semble être liée principalement à deux phénomènes: la fragmentation du combustible et la migration des porosités. À l’aide de simulations, l’impact de ces deux phénomènes a pu être représenté. Dans un deuxième temps, une formulation 1D permettant de représenter ces deux phénomènes est proposée. Le rattrapage du jeu combustible-gaine est simulé à l’aide d’une déformation anélastique et la migration des porosités est représentée par l’équation d’advection. Cette formulation est ensuite implémentée dans le schéma de calcul multi-physique du code de calcul 1D RNR GERMINAL. Grâce à ces nouveaux développements, la température du combustible obtenue est en meilleure adéquation avec les résultats expérimentaux. Dans notre modélisation 1D, nous avons fait l’hypothèse que la vitesse de migration des porosités fermées et ouvertes était identique. Or dans la littérature, seule la vitesse de migration des porosités fermées a été évaluée. Notre hypothèse reste donc à être validée. Une contribution à cette validation est proposée avec une analyse 2D des mécanismes de transfert par évaporation condensation au voisinage des surfaces libres créées par les fissures<br>The aim of this thesis is to improve the comprehension and modeling the phenomena responsible of the closure of the gap, separating initially the fuel from its surrounding cladding. A realistic simulation of the gap closure phenomenon leads to a better evaluation of the fuel temperature, which is of the first importance to meet the fuel non-fusion criterion requirement. Firstly, phenomena responsible of the fuel-to-cladding gap closure are identified. The size reduction of the fuel-to-cladding gap seems to be mainly related to two phenomena. The first one, is the effect of fuel fragmentation. The second one is related to the migration phenomenon of porosities. Thanks to 3D simulations, the impact of these two phenomena is represented. In a second step, a 1D formulation derived from 3D simulations is proposed. This formulation includes the two identified phenomena. The fuel-to-cladding gap closure is simulated by an inelastic strain called relocation strain while the porosities migration is modeled through an advection equation. This formulation is then implemented in the multiphysics computation scheme of the GERMINAL SFR 1D software. Thanks to these new developments, the fuel temperature obtained is in better agreement with the experimental results. In our 1D modeling, we have assumed that the migration velocities of the closed and open porosities are the same. However in the literature, only the closed porosity migration velocity has been evaluated. Our hypothesis therefore remains to be validated. A contribution to this validation is proposed with a 2D analysis of the evaporation condensation transfer mechanism near the free surfaces created by cracks
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Mahmadi, Kamal. "Modélisation des phénomènes d'ondes explosives." Lille 1, 2006. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2006/50376-2006-Mahmadi.pdf.
Full textAbstract:
La simulation des problèmes transitoires de grandes déformations telle que la détonation est primordiale pour les calculs mécaniques parce que l'approche expérimentale de ces phénomènes est souvent chère et consommatrice de temps. Dans cette thèse, les outils numériques utilisés pour la modélisation des détonations sont les formulations Eulérienne et Arbitraire Lagrange Euler (ALE) multi-matériaux en utilisant l'hydrocode LS-DYNA. Cependant, pour des problèmes transitoires de grandes pressions, la méthode ALE ne permet pas de maintenir un maillage fin à proximité de l'onde de choc. Une nouvelle méthode de relaxation retardée des mailles introduite dans la méthode ALE multi-matériaux est testée. Cette technique permet de maintenir un comportement aussi Lagrangien que possible à proximité du front de choc. Le paramètre de relaxation doit être défini d'une manière générale pour des applications de grandes pressions. Les résultats numériques sont comparés aux résultats expérimentaux afin de mieux comprendre comment choisir la valeur du paramètre de relaxation. D'autres investigations numériques sur la détonation du cordeau détonant en forme spirale, qui permet d'obtenir une convergence d'ondes de choc, sont réalisées. En utilisant la méthode Eulérienne multi-matériaux, une bonne corrélation entre les résultats numériques et expérimentaux démontre la capacité de cette formulation à résoudre des problèmes de détonation dans l'eau du cordeau détonant sous différentes formes. D'autre part, un phénomène de détonation forte, qui permet de donner à un explosif des pressions plus élevées que la pression de Chapman-Jouguet est modélisé en utilisant un couplage en pénalité.
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Blé, Velou Stéphane. "Modélisation parallèle des phénomènes nanothermiques." Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 2009. http://depot-e.uqtr.ca/1831/1/030128628.pdf.
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Ayed, Ibrahim. "Neural Models for Learning Real World Dynamics and the Neural Dynamics of Learning." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2022. http://www.theses.fr/2022SORUS434.
Full textAbstract:
Cette thèse se situe à l'intersection de deux domaines : d'une part celui des systèmes dynamiques, et notamment ceux qui peuvent être représentés par des équations différentielles d'évolution, et, d'autre part, celui des l'apprentissage profond. Son objectif est alors double : Il s'agit d'abord de chercher à modéliser, grâce aux techniques modernes de l'apprentissage profond, des phénomènes physiques complexes, dans divers cadres d'intérêt pour les praticiens. Ensuite, nous avons également tenté d'employer des outils issus des théories mathématiques permettant l'étude des équations différentielles afin de mieux comprendre certains aspects des dynamiques induites par l'apprentissage de réseaux de neurones profonds et leur fonctionnement<br>The work presented in this thesis was initially motivated by the discrepancy between the impressive performances of modern neural networks and the lack of applications to scientific problems for which data abounds. Focusing on evolution problems which are classically modelled through ordinary or partial differential equations~(O/PDEs) naturally brought us to consider the more general problem of representing and learning such equations from raw data with neural networks. This was the inception of the first part of our work. The point of view considered in this first part has a natural counterpart: what about the dynamics induced by the trajectories of the NN's weights during training or by the trajectories of data points within them during inference? Can they be usefully modelled? This question was the core of the second part of our work and, while theoretical tools other than O/PDEs happened to be useful in our analysis, our reasoning and intuition were fundamentally driven by considerations stemming from a dynamical viewpoint
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Bernard, Cindy. "Caractérisation des phénomènes physiques par analyse parcimonieuse des signaux transitoires." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAT090/document.
Full textAbstract:
Les signaux transitoires, de par leur unicité, sont très difficiles à caractériser. Ils se rencontrent partout et sont généralement le reflet d'un phénomène physique très complexe traduisant de nombreuses informations telles que le signal à l'origine, les effets de la propagation dans le milieu considéré et aussi les effets induits par les capteurs. Ils peuvent aussi bien correspondre à un phénomène de communication entre animaux, qu'être le reflet d'un défaut dans un système électrique ou hydraulique par exemple. Tout ceci rend leur étude très difficile, mais aussi primordiale. De nombreuses techniques en traitement du signal ont été développées ces dernières années pour les étudier: elles reposent souvent sur des approches statistiques, des approches projectives sur différents dictionnaires et des techniques auto-adaptatives. Toutes ces méthodes présentent des avantages et des inconvénients, puisqu'elles permettent souvent de les détecter correctement, néanmoins leur caractérisation à des fins de classification et de discrimination reste compliquée. Cette thèse s'inscrit dans cette optique et propose de nouvelles approches d'étude des transitoires. Après un rapide descriptif des techniques d'étude des signaux transitoires, ce travail s'intéressera dans un premier temps à la représentation des signaux ayant des composantes fréquentielles variant très rapidement. De manière générale l'utilisation des distributions généralisées à temps complexe présente un cadre d'analyse adéquat, mais il est limité aux signaux possédant une bande passante étroite, nous proposons dans une première partie d'étendre cette utilisation à des signaux possédant une bande passante plus large en appliquant un changement d'échelle des signaux. Une deuxième partie s'intéressera davantage à l'extraction de signaux à modulation de phase dans le contexte d'un mélange de bruit non-stationnaire et d'autres signaux cohérents. Ceci sera effectué par des opérateurs de warping couplé à des techniques de débruitage basée sur la compression de données. Le troisième chapitre s'intéressera aux techniques guidées par les données basées sur la représentation des signaux en diagrammes de phase. La contribution principale porte sur la diversité des lags qui permet en effet de mettre en évidence les effets des opérateurs de temps-échelles, mais aussi de modification d'amplitude entre des signaux. Nous développerons donc des méthodes permettant de mettre en évidence ces propriétés. Finalement, les travaux présentés dans les premiers chapitres seront développés dans le cadre de quatre domaines applicatifs qui sont : la segmentation d'ECG, la caractérisation de transitoires électriques, un cas d'acoustique passive et l'étude de signaux acoustiques en milieu immergé. Nous terminerons enfin par une conclusion et quelques perspectives de travail<br>For their uniqueness, transient are really difficult to characterize. They are met everywhere and are generally the result of very complex physical phenomena that contain a lot of information such as the transient at its origin, the effect of the propagation through the medium and the effects induced by the transducers. They can correspond to communication between mammals as well as being the reflection of a fault in electrical or hydraulic networks for instance. Hence their study is of great importance even though it is quite complicated. Numerous signal processing methods have been developed in the last decades: they often rely on statistical approaches, linear projections of the signal onto dictionaries and data-driven techniques. All those methods have pros and cons since they often provide good detections, nevertheless their characterization for classification and discrimination purposes remains complicated. In this spirit, this thesis proposes new approaches to study transients. After a brief overview of the existing methods, this work first focuses on the representation of signals having tight-varying time-frequency components. Generally, general complex-time distributions present a proper framework to study them but remain limited to narrow band signals. In a first part, we propose to overcome this limitation in the case of signals with a spread time-frequency variation. This method is based on the compression of the signal's spectrum to a bandwidth that ensures the efficiency of the technique. A second part then focuses on the extraction of nonlinear modulation phase signals in the context of nonstationary noise and other coherent signals. This is performed with warping operators and compressive sensing reconstruction techniques. The third chapter then focuses on data-driven methods based on the representation of the signal in phase space. The main contribution takes advantage of the lag diversity that enables to highlight time scale transformations as well as amplitude modifications between transients. Hence, we develop different techniques enabling to highlight those properties. Finally, works presented in the first chapters are developed in applicative contexts such as: ECG segmentation, electrical transient characterization, a passive acoustic configuration and the study of acoustic signals in an immerse environment. We then end up by some conclusions and perspectives for future works
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Choblet, Samuel. "Étude des phénomènes physiques dans les matériaux amplificateurs dopés erbium." Lyon 1, 2004. http://www.theses.fr/2004LYO10176.
Full textAbstract:
Les télécommunications ont été marquées pendant la fin des années 90 par le développement des transmissions par fibre optique. L'amplificateur à fibre dopée erbium (EDFA) s'est imposé comme la référence pour régénérer le signal dans les transmissions longue distance. Bien que son utilisation se soit généralisée, des questions restent sans réponse comme par exemple l'origine des pertes de rendement et la limitation du gain dans la bande spectrale longue L (1570 -1610 nm). En effet, d'une part, il a été remarqué que l'augmentation de concentration n'entraîne pas la même variation de gain, limitant le développement d'amplificateurs courts ; d'autre part, la bande L est limitée du coté des grandes longueurs. Nous avons expliqué l'origine du premier problème par le phénomène d'Addition de Photons par Transfert d'Energie (APTE). En étudiant le comportement des déclins de fluorescence en fonction de la puissance d'excitation, nous avons pu mettre en évidence et quantifier l'APTE homogène, entre ions erbium statistiquement distribués. Cela a permis de classer les matrices entre elles et d'expliquer une partie de la baisse de rendement. Les expériences d'absorption non saturable nous ont permis de quantifier à la fois l'APTE inhomogène (distribution inhomogène des ions dopants suggérant la présence de paires) et l'APTE homogène. La perte de rendement liée à la concentration a ainsi pu être totalement expliquée par ces deux phénomènes. Enfin, les expériences d'absorption et d'excitation dans l'état excité (ESA et EEE) ont permis d'expliciter les causes de la limitation spectrale de la bande L suivant les matrices. Une étude théorique basée sur une détermination des niveaux Stark des niveaux 4I15/2, 4I13/2 et 4I9/2 a confirmé les résultats obtenus expérimentalement
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Rossignol, Jérôme. "Théorie et simulation des phénomènes physiques du pied d'arc cathodique." Clermont-Ferrand 2, 2001. http://www.theses.fr/2001CLF21288.
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Bernon, Jean-Luc. "Correction des phénomènes physiques en tomoscintigraphie cérébrale et recalage multimodal tridimensionnel." Montpellier 2, 2000. http://www.theses.fr/2000MON20031.
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Ces trois dernieres decennies, le developpement des systemes informatiques ont permis une evolution majeure de l'imagerie medicale. Actuellement, le medecin dispose de nombreuses techniques d'imagerie pour l'aider a etablir un diagnostic de plus en plus precis et fiable. Parmi celles-ci, on peut citer la tomographie d'emission monophotonique (temp) qui permet d'acquerir une information fonctionnelle d'un organe. L'objectif principal de cette these est d'incorporer, dans un algorithme iteratif de reconstruction tomographique en scintigraphie cerebrale, une correction des trois phenomenes principaux degradant un examen temp (perte de resolution, attenuation et diffusion compton) ; le but etant de parvenir a une information quantitative meilleure que celle obtenue actuellement en routine clinique. Ces corrections doivent etre precises mais suffisamment simples a mettre en uvre pour permettre une exploitation routiniere. L'importance relative de chaque correction d'un point de vue qualitatif et quantitatif est etudiee, de meme que la precision des algorithmes de reconstruction utilises (gradient conjugue et osem). Il est demontre, que pour une quantification precise, une correction de ces trois phenomenes est indispensable. Par ailleurs, la methode du gradient conjugue semble superieure a celle de l'osem. La correction de l'attenuation est realisee de maniere non uniforme en utilisant une carte de coefficients d'attenuation deduite d'un examen de tomodensitometrie recale prealablement sur l'examen temp. Nous avons donc aussi developpe un algorithme de recalage multimodal et tridimensionnel, permettant de recaler deux examens cerebraux d'un meme patient. La technique appelee recalage surfacique a ete retenue et grace a des algorithmes originaux de detection de contours et a une modification d'une methode classique de minimisation (methode du simplexe), nous sommes parvenus a un logiciel permettant une reelle utilisation routiniere.
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Andrieu-Renaud, Céline. "Fiabilité mécanique des structures soumises à des phénomènes physiques dépendant du temps." Clermont-Ferrand 2, 2002. http://www.theses.fr/2002CLF21395.
Full textAbstract:
La conception d'une structure pour une durée de vie donnée passe par la description du comportement des matériaux sous différentes sollicitations. Les caractéristiques de ces matériaux peuvent présenter de forte variabilité en fonction du temps. De même, les actions appliquées aux ouvrages sont de nature stochastique de par l'implantation des structures en contact avec l'environnement. L'utilisation purement déterministe des différents modèles de prédiction du comportement vieillissant de ces ouvrages limite donc la qualité de l'information qu'ils peuvent fournir aux concepteurs. Les approches probabilistes sont désormais utilisées pour l'analyse et la gestion des différentes problématiques liées au vieillissement des structures. L'évolution dans le temps de la probalité de défaillance d'une structure liée au vieillissement est souvent étudiée par des analyses probabilistes instantanées et indépendantes. Ces analyses sont effectuées pour des caractéristiques de matériaux, des conditions environnementales et des chargements correspondant à différents instants. L'obtention d'une information plus précise et plus réaliste nécessite en toute rigueur l'utilisation de la théorie de la fiabilité dépendante du temps avec la prise en compte du caractère temporel et aléatoire de l'ensemble des variables dans le cadre des processus stochastiques. Le contexte industriel fait que, souvent, les données nécessaires à une caractérisation complète des processus ne soient pas accessibles. C'est pourquoi, il est important de proposer des méthodes qui permettent d'effectuer des calculs compatibles avec des données et les outils disponibles. Deux nouvelles approches basées sur le principe de la fiabilité système ont été développées. Elles donnent des résulats qui sont fortement comparables lorsque les hypothèses le prévoient et offrent ainsi une possibilité de calculs économiques, utilisant une information disponible à travers les outils de la fiabilité classique. De telles méthodes ouvrent de nouvelles perspectives pour une première approximation économique des probalités fonction du temps, dans un objectif de maintenance par exemple
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Festes, Gilles. "Etude des phénomènes physiques limitant les transferts d'images en lithographie optique submicronique." Toulouse, INSA, 1992. http://www.theses.fr/1992ISAT0027.
Full textAbstract:
Le but de cette etude est de mettre en evidence les phenomenes physiques limitant le transfert lithographique. Par une connaissance des limitations, des solutions sont proposees pour ameliorer les performances en resolution et le controle des dimensions des motifs transferes. La technique lithographique est divisee en trois systemes elementaires: le systeme optique, le systeme resine (et developpeur) et le systeme substrat. Entre ces trois systemes, differents transferts d'images s'operent. Des methodes de caracterisation originales ont permis d'etudier chaque systeme independamment les uns des autres. Le transfert optique est caracterise par le contraste et par le gradient d'intensite de l'image aerienne. La qualite de l'image est limitee par les aberrations geometriques et la diffraction lumineuse. Des budgets en profondeur de champ et des regles de dessin intra-niveau sont definis. Le film de resine, qui est le support de l'etape lithographique, est caracterise par ses proprietes physiques. Differents phenomenes, tels que les effets d'absorption, de densite et de diffusion du compose photosensible sont mis en evidence. Leurs consequences sur la formation de l'image latente et sur le developpement des motifs sont etudiees. A partir des differentes notions de contraste, les parametres du procede (conditions de recuit et temps de developpement) sont optimises. Enfin, le transfert lithographique est etudie en vraie grandeur pour des substrats avec topographie (niveau grille d'un transistor sur structure locos). Les phenomenes de reflexions parasites sur le substrat ont des consequences desastreuses sur la qualite du transfert lithographique. Differentes solutions (resine ou substrat) sont presentees pour reduire l'importance des effets de proximite inter-niveaux. Des regles de dessin sont definies pour chaque cas
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Lepage, François. "Génération de maillages tridimensionnels pour la simulation des phénomènes physiques en géosciences." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2003. http://www.theses.fr/2003INPL072N.
Full textAbstract:
En géosciences, l'utilisation de maillages tridimensionnels permet de discrétiser les objets géologiques du domaine d'étude, et autorise ainsi la simulation de processus variés dépendant de différentes propriétés physiques. Afin de garantir la précision, la rapidité et la robustesse des calculs, les mailles doivent néanmoins satisfaire certains critères de forme et de taille. Dans cette thèse, un macro-modèle du sous-sol est tout d'abord défini pour représenter de manière cohérente et intégrée les données à disposition. Ensuite, des solutions sont proposées pour mailler automatiquement les objets n-D de ce macro-modèle sous la forme de n-complexes simpliciaux, en contrôlant la forme et la taille des mailles. Enfin, ce travail présente des algorithmes originaux de génération de maillages volumiques non-simpliciaux pour les simulations d'écoulement en milieu poreux et perméable. La validité applicative des maillages produits est attestée par des exemples de simulations sur des cas réels<br>Three-dimensional meshes are widely used in Geosciences for discretizing the geological objects of the problem domain, thus providing a support for the numerical simulation of various processes depending on physical properties, such as balanced unfolding, ray-tracing, or fluid flow modelling in porous and permeable rock bodies. However, to ensure accuracy, efficiency, and stability, mesh elements must meet several requirements, especially on their shape and size
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Gordillo, Silvia. "Modélisation et manipulation de phénomènes continus spatio-temporels." Lyon 1, 2001. http://www.theses.fr/2001LYO10118.
Full textAbstract:
Dans cette thèse nous présentons un atelier orienté-objet pour la conception des applications géographiques, en particulier, des phénomènes et des champs continus qui permet la représentation d'objets et de relations complexes et de partager l'information spatiale. Les champs continus sont définis en tant que types abstraits des données en encapsulant leurs caractéristiques propres et implémentant les éléments nécessaires pour l'interaction avec d'autres types d'objet. L'atelier rend possible la spécification de différentes méthodes d'interpolation interchangeables dynamiquement, et la détermination de la représentation du champ qui peut être changée pendant l'exécution de sorte que la manipulation des champs soit plus efficace. Grâce à la définition des champs comme type abstraits de données, l'interaction est possible entre les informations continues et celles discrètes. Nous avons défini aussi une algèbre de champs continus grâce à un ensemble d'opérations (unaires et binaires) qui sont définies comme une architecture particulière permettant l'extension et l'indépendance de la résolution. Finalement, nous avons spécifié un langage de requête à la base de langages orienté-objet pour la manipulation de champs.