Dissertations / Theses: 'Ondes couplées'

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Lugo, Alvarez Jose. "Lignes couplées à ondes lentes intégrées sur silicium en bande millimétrique - Application aux coupleurs, filtres et baluns." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAT121/document.

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Abstract:

L’objectif de ce travail de thèse est le développement en technologie intégrée standard d’une structure de ligne de transmission optimisée en termes de pertes, d’encombrement, de facteur de qualité et surtout du choix du niveau de couplage aux fréquences millimétriques. Cette structure a été nommée CS-CPW (Coupled Slow-wave CoPlanar Waveguide). Dans un premier temps, la théorie ainsi que les modèles électriques des CS-CPW sont présentés. Grâce aux modèles et aux simulations électromagnétiques, des coupleurs directionnels avec plusieurs valeurs de couplage (3 dB, 10 dB, 18 dB) ont été conçus en technologie BiCMOS 55 nm. Ils présentent tous une très bonne directivité, elle est toujours supérieure à 15 dB. Un premier prototype de coupleur a été mesuré à 150 GHz. Dans un deuxième temps, des filtres à la base des lignes couplées ont été développés à 80 GHz en utilisant des lignes CS-CPW. Les résultats des simulations présentent des résultats concurrentiels avec l’état de l’art : 11% de bande passante relative et un facteur non-chargé autour de 25. Finalement, trois projets ont démarré à la base de ces lignes. Ces projets sont actuellement utilisés dans deux travaux de thèse et un stage : un RTPS à 47 GHz, un isolateur à 75 GHz et un balun à 80 GHz
This work focuses on high-performances CS-CPW (Coupled Slow-wave CoPlanar Waveguide) transmission lines in classical CMOS integrated technologies for the millimiter-wave frequency band. First, the theory as well as the electrical models of the CS-CPW are presented. Thanks to the models and electromagnetic simulations, directional couplers with different coupling levels (3 dB, 10 dB, 18 dB) were designed in BiCMOS 55 nm technology. They have a good directivity, always better than 15 dB. A first prototype of a coupler was measured at 150 GHz presenting good agreement with the simulations. Next, coupled-line base filters were developed at 80 GHz using the CS-CPWs. Simulation present competitive results with the state-of-art: 11% of fractional bandwidth and a unload quality factor of 25. Finally, three projects started based on the CS-CPWs. The projects are currently used in two theses and one internship: a RTPS at 47 GHz, an isolator at 75 GHz and a balun at 80 GHz

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Bassam, Maya. "Étude de la stabilité de quelques systèmes d'équations des ondes couplées sur des domaines bornés et non bornés." Thesis, Valenciennes, 2014. http://www.theses.fr/2014VALE0034/document.

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Abstract:

La thèse est portée essentiellement sur la stabilisation indirecte d’un système de deux équations des ondes couplées et sur la stabilisation frontière de poutre de Rayleigh.Dans le cas de la stabilisation d’un système d’équations d’onde couplées, le contrôle est introduit dans le système directement sur le bord du domaine d’une seule équation dans le cas d’un domaine borne ou à l’intérieur d’une seule équation mais dans le cas d’un domaine non borné. La nature du système ainsi couplé dépend du couplage des équations et de la nature arithmétique des vitesses de propagations, et ceci donne divers résultats pour la stabilisation polynomiale ainsi la non stabilité.Dans le cas de la stabilisation de poutre de Rayleigh, l’équation est considérée avec un seul contrôle force agissant sur bord du domaine. D’abord, moyennant le développement asymptotique des valeurs propres et des vecteurs propres du système non contrôlé, un résultat d’observabilité ainsi qu’un résultat de bornétude de la fonction de transfert correspondant sont obtenus. Alors, un taux de décroissance polynomial de l’énergie du système est établi. Ensuite, moyennant une étude spectrale combinée avec une méthode fréquentielle, l’optimalité du taux obtenu est assurée
The thesis is driven mainly on indirect stabilization system of two coupled wave equations and the boundary stabilization of Rayleigh beam equation. In the case of stabilization of a coupled wave equations, the Control is introduced into the system directly on the edge of the field of a single equation in the case of a bounded domain or inside a single equation but in the case of an unbounded domain. The nature of thus coupled system depends on the coupling equations and arithmetic Nature of speeds of propagation, and this gives different results for the polynomial stability and the instability. In the case of stabilization of Rayleigh beam equation, we consider an equation with one control force acting on the edge of the area. First, using the asymptotic expansion of the eigenvalues and vectors of the uncontrolled system an observability result and a result of boundedness of the transfer function are obtained. Then a polynomial decay rate of the energy of the system is established. Then through a spectral study combined with a frequency method, optimality of the rate obtained is assured

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Bitauld, David. "Association d'un réseau de diffraction à un réseau de Bragg intracavité pour le filtrage optique accordable." Paris 11, 2005. http://www.theses.fr/2005PA112259.

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Abstract:

Le développement du multiplexage en longueur d'onde dans les télécommunications optiques nécessite l'utilisation de filtres rapidement accordables et ayant une bonne sélectivité. La technique proposée dans cette thèse consiste en l'association d'un réseau de diffraction et d'un réseau de Bragg intracavité. Ce principe a été implémenté en deux montages expérimentaux. Le premier utilise un réseau intracavité inscrit sur cristaux liquides, le second un réseau de Bragg acousto-optique. Le dispositif à cristaux liquides permet d'obtenir un filtre avec une bande passante de 0,09nm. Cette sélectivité est satisfaisante cependant la méthode utilisée ne permet pas de faire varier sa période et donc d'accorder le filtre. L'acousto-optique, en revanche, est une technologie déjà bien maîtrisée et qui permet d'incrire des réseaux d'indice dont la période peut être modifiée très rapidement (~µs). Le dispositif que nous avons réalisé avec une cellule acousto-optique permet d'obtenir une bande passante de 0,076nm avec un rapport signal à bruit de 20dB. Ce filtre est accordable sur une gamme de 2,2nm, ce qui permet de distinguer 30 longueurs d'ondes. La bande passante du filtre ainsi que sa gamme d'accord sont très facilement adaptables en changeant l'orientation ou le pas du réseau de diffraction. Afin de modéliser le principe de filtrage, une simulation en faisceau gaussien a été développée. Elle est en bon accord avec les résultats expérimentaux et nous permet de prévoir les performances qu'il est possible d'obtenir avec d'autres réseaux de Bragg. Par exemple, en remplaçant la cellule acousto-optique, il est possible d'obtenir un filtre capable de séparer 500 longueurs d'ondes
The constant growth of the needs in data transmission rates has led to the development of wavelength division multiplexing (WDM). The demultiplexing associated with WDM requires very selective filters with fast tuning possibilities. In this thesis, we propose a filtering technique associating a diffraction grating with an intracavity Bragg grating. Two filters have been implemented experimentally using this principle: one using a liquid crystal intracavity grating and one using an acousto-optic Bragg grating. The liquid crystal device has a bandwidth of 0. 09nm, which is very interesting but this technique does not allow to tune the filter. A tunable Bragg grating can be implemented using the acousto-optic effect. The device we made using an acousto-optic cell has a bandwidth of 0. 076nm with a signal to noise ratio of 20dB. This filter is tunable on a range of 2. 2nm, which allows to separate 30 wavelengths. The bandwidth and the tuning range can be easily adapted by changing the diffraction grating's orientation or its period. A numerical simulation of the response of the filter for a gaussian beam has been developped and it fits the experimental results. It allows us to calculate the performances that could be obtained with filters designed differently. For example, replacing our acoust-optic cell by one with a wider active medium (commercially available) would allow us to separate 500 frequencies. It would then be possible to have a tuning range of 100nm with a bandwidth of 0. 2nm

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Koumaiha, Marwa. "Analyse numérique pour les équations de Hamilton-Jacobi sur réseaux et contrôlabilité / stabilité indirecte d'un système d'équations des ondes 1D." Thesis, Paris Est, 2017. http://www.theses.fr/2017PESC1122/document.

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Abstract:

Cette thèse est composée de deux parties dans lesquelles nous étudions d'une part des estimations d'erreurs pour des schémas numériques associés à des équations de Hamilton-Jacobi du premier ordre. D'autre part, nous nous intéressons a l'étude de la stabilité et de la contrôlabilité exacte frontière indirecte des équations d'onde couplées.Dans un premier temps, en utilisant la technique de Crandall-Lions, nous établissons une estimation d'erreur d'un schéma numérique monotone aux différences finies pour des conditions de jonction dites a flux limité, pour une équation de Hamilton-Jacobi du premier ordre. Ensuite, nous montrons que ce schéma numérique peut être généralisé à des conditions de jonction générales. Nous établissons alors la convergence de la solution discrétisée vers la solution de viscosité du problème continu. Enfin, nous proposons une nouvelle approche, à la Crandall-Lions, pour améliorer les estimations d'erreur déjà obtenues, pour une classe des Hamiltoniens bien choisis. Cette approche repose sur l'interprétation du type contrôle optimal de l'équation de Hamilton-Jacobi considérée.Dans un second temps, nous étudions la stabilisation et la contrôlabilité exacte frontière indirecte d'un système monodimensionnel d’équations d'ondes couplées. D'abord, nous considérons le cas d'un couplage avec termes de vitesses, et par une méthode spectrale, nous montrons que le système est exactement contrôlable moyennant un seul contrôle à la frontière. Les résultats dépendent de la nature arithmétique du quotient des vitesses de propagation et de la nature algébrique du terme de couplage. De plus, ils sont optimaux. Ensuite, nous considérons le cas d'un couplage d'ordre zéro et nous établissons un taux polynômial optimal de la décroissance de l'énergie. Enfin, nous montrons que le système est exactement contrôlable moyennant un seul contrôle à la frontière
The aim of this work is mainly to study on the one hand a numerical approximation of a first order Hamilton-Jacobi equation posed on a junction. On the other hand, we are concerned with the stability and the exact indirect boundary controllability of coupled wave equations in a one-dimensional setting.Firstly, using the Crandall-Lions technique, we establish an error estimate of a finite difference scheme for flux-limited junction conditions, associated to a first order Hamilton-Jacobi equation. We prove afterwards that the scheme can generally be extended to general junction conditions. We prove then the convergence of the numerical solution towards the viscosity solution of the continuous problem. We adopt afterwards a new approach, using the Crandall-Lions technique, in order to improve the error estimates for the finite difference scheme already introduced, for a class of well chosen Hamiltonians. This approach relies on the optimal control interpretation of the Hamilton-Jacobi equation under consideration.Secondly, we study the stabilization and the indirect exact boundary controllability of a system of weakly coupled wave equations in a one-dimensional setting. First, we consider the case of coupling by terms of velocities, and by a spectral method, we show that the system is exactly controllable through one single boundary control. The results depend on the arithmetic property of the ratio of the propagating speeds and on the algebraic property of the coupling parameter. Furthermore, we consider the case of zero coupling parameter and we establish an optimal polynomial energy decay rate. Finally, we prove that the system is exactly controllable through one single boundary control

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Toufayli, Laila. "Stabilisation polynomiale et contrôlabilité exacte des équations des ondes par des contrôles indirects et dynamiques." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00780215.

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Abstract:

La thèse est portée essentiellement sur la stabilisation et la contrôlabilité de deux équations des ondes moyennant un seul contrôle agissant sur le bord du domaine. Dans le cas du contrôle dynamique, le contrôle est introduit dans le système par une équation différentielle agissant sur le bord. C'est en effet un système hybride. Le contrôle peut être aussi applique directement sur le bord d'une équation, c'est le cas du contrôle indirecte mais non borne. La nature du système ainsi coupledépend du couplage des équations, et ceci donne divers résultats par la stabilisation (exponentielle et polynomiale) et la contrôlabilité exacte (espace contrôlable). Des nouvelles inégalités d'énergie permettent de mettre en oeuvre la Méthode fréquentielle et la Méthode d'Unicité de Hilbert.

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Ponchel, Freddy. "ELFI : calculateur électromagnétique pour l'établissement de schémas électriques équivalents aux interconnexions "cuivre" couplées et pour la caractérisation des matériaux." Lille 1, 2007. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2007/50376-2007-221.pdf.

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Abstract:

Les travaux décrits dans ce mémoire concernent la mise en œuvre d'un code de calcul électromagnétique d'éléments finis à éléments d'arêtes nommé ELFI, et ce, en deux dimensions. Après une importante phase de validation, la méthode des éléments finis est, dans un premier temps, appliquée à l'étude de trois, cinq et huit interconnexions "cuivre" , à pertes, constituant les différents niveaux de métallisation d'un circuit intégré. Les schémas électriques équivalents à ces trois systèmes sont ensuite implantés sous SPICE pour étudier les évolutions des temps de montée et de retard de propagation des signaux ainsi que le comportement de la diaphonie. Ceci est effectué en fonction de la distance séparant les connexions et en fonction de la nature des matériaux remplissant les zones de couplage. L'influence des lignes passives (les victimes) est alors clairement identifiée en présence d'une ligne active (l'agresseur) et réciproquement. Notre code de calcul est ensuite modifié puis adapté pour constituer une aide à la détermination de la permittivité diélectrique complexe du titano-zirconate de plomb (le PZT) dans la bande 1 à 26 GHz. Les impacts du posé des pointes de mesure, de la conductivité des métallisations coplanaires, de la variation de l'épaisseur de la couche de PZT ainsi que celle du tenseur de permittivité du substrat saphir qui supporte les lignes sont, tour à tour, analysées. Cette étude de sensibilité montre que l'on détermine, à ce jour, pour ce matériau polycristallin sans orientation particulière une permittivité relative de l'ordre de 1500 à ± 5% dans le meilleur cas de figure.

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Hu, Long. "Contrôle frontière, stabilisation et synchronisation pour des systèmes de lois de bilan en dimension un d'espace." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066401/document.

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Abstract:

Cette thèse est consacrée à trois sujets dans le domaine du contrôle, qui sont la contrôlabilité exacte frontière, la stabilisation frontière et la synchronisation exacte frontière, des systèmes hyperboliques de lois de bilan. Pour la partie sur la contrôlabilité exacte frontière, on améliore le temps de contrôlabilité exacte pour les systèmes hyperboliques de lois de conservation pour des conditions aux limites générales. On montre aussi que ce temps est optimal. En ce qui concerne les systèmes hyperboliques couplés avec une vitesse caractéristique nulle, nous prouvons que l'on n'a pas la contrôlabilité exacte, même avec des couplages internes dans les équations. Cependant, on montre que l'on peut stabiliser les systèmes par les lois de rétroaction à la frontière du domaine. Dans la deuxième partie, nous nous intéressons à la stabilisation frontière des systèmes hyperboliques de lois de bilan. En utilisant une approche "backstepping", on montre comment stabiliser des systèmes d'abord dans les cas linéaires puis dans les cas quasi-lin éaires. La troisième partie concerne la synchronisation exacte frontière. Nous rappelons d'abord les résultats de contrôlabilité et d'observabilité exacte frontière pour les systèmes couplés d' équations des ondes quasi-linéaires. Puis nous introduisons plusieurs types de synchronisations pour un système d' équations des ondes linéaires, puis quasi-linéaires, couplées avec des conditions aux limites de type Dirichlet, de type Neumann, de type Robin et de type dissipatif dans le cadre de solutions de classe C2. Nous montrons que toutes ces synchronisations peuvent être réalisées en imposant peu de contrôles aux frontières
This thesis is devoted to three topics in the control field, namely, exact boundary controllability, boundary stabilization and exact boundary synchronization, for hyperbolic systems of balance laws. For the exact boundary controllability part, we first improve the boundary control time for hyperbolic systems of conservation laws with general boundary conditions and show that this control time is sharp. Then for a coupled hyperbolic system with zero characteristic speed, we prove that it is impossible to achieve the corresponding exact boundary controllability even with inner couplings in the equation. However, one can stabilize the system in infinite time by means of boundary feedback laws. For the boundary stabilization part, we show how to stabilize both the n×n linear and quasilinear hyperbolic systems by means of one-sided closed-loop boundary controls. For that a backstepping method is developed. For the exact boundary synchronization part, we first recall both the exact boundary controllability and observability results for coupled systems of quasilinear wave equations. Then several kinds of exact synchronizations are introduced for a coupled system of 1-D linear and quasilinear wave equations with boundary conditions of Dirichlet type, Neumann type, coupled third type and coupled dissipative type in the framework of C2 solutions. We show that all these synchronizations can be realized by means of few boundary controls

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Nguyen, Thi Thuy Hanh. "Analyses des perturbations synoptiques et de la modulation diurne des systèmes convectifs sur l'Afrique centrale." Paris 6, 2007. http://www.theses.fr/2007PA066638.

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Abstract:

Cette thèse présente des perturbations synoptiques de la convection sur l'Afrique centrale. On montre les perturbations intermittentes de 3-6 jours de la convection pendant les saisons humides, en particulier entre mars et avril. Pour cette saison, ces perturbations sont principalement dues à un couplage entre l'activité convective et les ondes équatoriales de Kelvin. Il a été constaté que ces perturbations qui se propagent vers l'est, sont composées de systèmes convectifs de méso-échelle (SCM) qui se propagent vers l'ouest. En effet, le passage de l'onde de Kelvin provoque une forte augmentation de la haute nébulosité associée aux nuages convectifs, de l'occurrence des SCM de petite taille sur et près des reliefs et des gros SCM particulièrement sur le bassin du Congo, et de la taille et la durée de vie des SCM. Ces résultats suggèrent une meilleure organisation diurne de la convection et donc une meilleure propagation des SCM lors du passage de l'onde.

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Le, Roy Marc. "Analyse et optimisation de lignes de transmission à variation continue d'impédance : application au filtrage." Phd thesis, Université de Bretagne occidentale - Brest, 1999. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00468594.

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Abstract:

La modélisation numérique des équations de Maxwell n'étant pas facilement utilisable pour la conception de tous les circuits hyperfréquences, il apparaît important de développer en parallèle des méthodes d'analyse et de synthèse de dispositifs micro-ondes fondées sur la théorie des circuits. Pour conserver ce type d'approche, une minimisation des différents problèmes parasites doit être respectée. En effet, l'un des problèmes inhérents aux réseaux à lignes de transmission est la modélisation des discontinuités entre les différentes largeurs de ligne. Ce problème devient important dans la conception de filtres planaires. Nous définissons une structure initiale exempte de tels sauts d'impédance, ce qui permet de conserver, par rapport à des structures classiques, une configuration optimale à des fréquences supérieures. La 1ère partie théorique décrit la méthode originale construite à partir d'outils mathématiques simples et “ portables ”, pour l'analyse de lignes de transmission à variation continue d'impédance. Dans la 2ème partie, consacrée à la réalisation de filtres passe-bas et coupe bande, les avantages de la méthode sont mis en avant. Le réseau à variation continue d'impédance présente, de part sa structure même, un nombre supérieur de degrés de liberté par rapport aux réseaux classiques. Ce principe est mis en application pour générer des filtres passe-bas à bandes atténuées élargies. La souplesse et la précision de la méthode en font un outil intéressant pour la réalisation de filtres passe-bande à partir de lignes couplées en technologie microruban. Dans la dernière partie, l'approche est d'abord utilisée pour compenser la dégradation de la réponse du filtre, due à la configuration microruban. Les degrés de liberté de la méthode utilisée étape par étape permettent ensuite la conception de filtres passe-bande complexes avec de larges bandes de réjection.

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Raguin, Laetitia. "Résonateurs phononiques couplés par la surface." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2019. http://www.theses.fr/2019UBFCD047.

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Abstract:

Ces travaux de thèse visent à étudier des résonateurs mécaniques capables de confiner, contrôler et transporter l’énergie acoustique à l’échelle du micromètre. L’approche proposée consiste à exploiter la surface sur laquelle reposent les résonateurs et les phénomènes d’hybridation entre les ondes élastiques se propageant sur cette surface et les modes propres des résonateurs pour créer un couplage entre résonateurs. Dans un premier temps, les travaux entrepris prouvent, numériquement et expérimentalement, la capacité d’exciter un micro-résonateur sub-longueur d’onde grâce aux ondes de surface. Une seconde partie est consacrée à l’étude des mécanismes de couplage entre résonateurs adjacents.Au travers de caractérisations optiques donnant notamment accès à la forme des modes excités et de simulations numériques fondées sur la méthode des éléments finis, la présence de couplage entre résonateurs voisins et la possibilité de contrôler ce couplage en modifiant les paramètres géométriques des paires de résonateurs sont démontrées. En particulier, deux types de couplage sont mis en évidence en fonction de l’écartement entre les résonateurs : un couplage évanescent, s’apparentant au couplage dans un dimère plasmonique, et un couplage de type mécanique. Les études réalisées soulignent aussi la réciprocité des systèmes étudiés : il est possible de modifier le couplage en changeant les conditions d’excitation des résonateurs et réciproquement, les vibrations des résonateurs couplés peuvent affecter la vibration de la surface les supportant à des échelles très sub-longueurs d’onde
In the field of Phononics, most of the works reported up to now investigate the collective behaviour of periodic or aperiodic structures in order to control the propagation of elastic waves. In this thesis work, we propose to focus on the individual character of surface-coupled mechanical resonators with the aim to control and manipulate vibrations at the micron-scale. We investigate numerically and experimentally the coupling mechanisms involved between surface acoustic waves propagating on a substrate surface and mechanical modes of sub-wavelength phononic microresonators. Experimental investigations are conducted on isolated resonators and on pairs of neighboring resonators. The microresonator motion is measured using a laser scanning heterodyne interferometer which allows obtaining the frequency response and observing the vectorial behaviour of the elastic field both in the resonator and at the substrate surface.In the first part of this thesis work, we demonstrate the possibility to excite the first flexural natural mode of a resonator with surface acoustic waves. Then, the reported investigations reveal the existence of two coupling regimes in pairs of resonating pillars, depending on the separation distance between two resonators: an evanescent coupling regime, much reminiscent of what can be observed in a plasmonic dimer, and a classical mechanical coupling. Measurements performed at the substrate surface also highlight the interaction through the surface between the resonators.The obtained results prove that it is possible to control the elastic energy distribution at a deep sub-wavelength scale with isolated resonators, and reciprocally, that mechanical resonator systems can be manipulated by propagating surface acoustic waves, hence opening prospects for the dynamic and coherent control of mechanical vibrations at the micron-scale

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Brissaud, Quentin. "Modélisation numérique des ondes atmosphériques issues des couplages solide/océan/atmosphère et applications." Thesis, Toulouse, ISAE, 2017. http://www.theses.fr/2017ESAE0016/document.

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Abstract:

Cette thèse se penche sur la propagation d’ondes au sein du système coupléTerre-océan-atmosphère. La compréhension de ces phénomènes a une importance majeure pour l’étude de perturbations sismiques et d’explosions atmosphériques notamment dans le cadre de missions spatiales planétaires. Les formes d’ondes issues du couplage fluide-solide permettent d’obtenir de précieuses informations sur la source du signal ou les propriétés des milieux de propagation. On développe donc deux outils numériques d’ordre élevé pour la propagation d’ondes acoustiques et de gravité. L'u en différences finies et se concentre sur le milieu atmosphérique et la propagation d’ondes linéaires dans un milieu stratifié visqueux et avec du vent. Cette méthode linéaire est validée par des solutions quasi-analytiques reposant sur les équations de dispersion dans une atmosphère stratifiée. Elle est aussi appliquée à deux cas d’études : la propagation d’ondes liée à l’impact d’une météorite à la surface de Mars (mission NASA INSIGHT), et la propagation d’ondes atmosphériques liées au tsunami de Sumatra en 2004. La seconde méthode résout la propagation non-linéaire d’ondes gravito-acoustiques dans une atmosphère couplée, avec topographie, à la propagation d’ondes élastiques dans un solide visco-élastique. Cette méthode repose sur sur le couplage d’une formulation en éléments finis discontinus, pour résoudre les équations de Navier-Stokes la partie fluide, par éléments finis continus pour résoudre les équations de l’élastodynamique dans la partie solide. Elle a été validée grâce à des solutions analytiques ainsi que par des comparaisons avec les résultats de la méthode par différences finies
This thesis deals with the wave propagation problem within the Earth-ocean-atmosphere coupled system. A good understanding of the these phenomena has a major importance for seismic and atmospheric explosion studies, especially for planetary missions. Atmospheric wave-forms generated by explosions or surface oscillations can bring valuable information about the source mechanism or the properties of the various propagation media. We develop two new numerical full-wave high-order modeling tools to model the propagation of acoustic and gravity waves in realistic atmospheres. The first one relies on a high-order staggered finite difference method and focus only on the atmosphere. It enables the simultaneous propagation of linear acoustic and gravity waves in stratified viscous and windy atmosphere. This method is validated against quasi-analytical solutions based on the dispersion equations for a stratified atmosphere. It has also been employed to investigate two cases : the atmospheric propagation generated by a meteor impact on Mars for the INSIGHT NASA mission and for the study of tsunami-induced acoutic and gravity waves following the 2004 Sumatra tsunami. The second numerical method resolves the non-linear acoustic and gravity wave propagation in a realistic atmosphere coupled, with topography, to the elastic wave propagation in a visco-elastic solid. This numerical tool relies on a discontinuous Galerkin method to solve the full Navier-Stokes equations in the fluid domain and a continuous Galerkin method to solve the elastodynamics equations in the solid domain. It is validated against analytical solutions and numerical results provided by the finite-difference method

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Larmat, Carène. "Applications géophysiques de la méthode couplée solution modale-éléments spectraux." Paris, Institut de physique du globe, 2005. http://www.theses.fr/2005GLOB0001.

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Lu, Xing. "La contrôlabilité frontière exacte et la synchronisation frontière exacte pour un système couplé d’équations des ondes avec des contrôles frontières de Neumann et des contrôles frontières couplés de Robin." Thesis, Strasbourg, 2018. http://www.theses.fr/2018STRAD013/document.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous étudions la synchronisation, qui est un phénomène bien répandu dans la nature. Elle a été observée pour la première fois par Huygens en 1665. En se basant sur les résultats de la contrôlabilité frontière exacte, pour un système couplé d’équations des ondes avec des contrôles frontières de Neumann, nous considérons la synchronisation frontière exacte (par groupes), ainsi que la détermination de l’état de synchronisation. Ensuite, nous considérons la contrôlabilité exacte et la synchronisation exacte (par groupes) pour le système couplé avec des contrôles frontières couplés de Robin. A cause du manque de régularité de la solution, nous rencontrons beaucoup plus de difﬁcultés. Aﬁn de surmonter ces difﬁcultés, on obtient un résultat sur la trace de la solution faible du problème de Robin grâce aux résultats de régularité optimale de Lasiecka-Triggiani sur le problème de Neumann. Ceci nous a permis d’établir la contrôlabilité exacte, et, par la méthode de la perturbation compacte, la non-contrôlabilité exacte du système. De plus, nous allons étudier la détermination de l’état de synchronisation, ainsi que la nécessité des conditions de compatibilité des matrices de couplage
This thesis studies the widespread natural phenomenon of synchronization, which was first observed by Huygens en 1665. On the basis of the results on the exact boundary controllability, for a coupled system of wave equations with Neumann boundary controls, we consider its exact boundary synchronization (by groups), as well as the determination of the state of synchronization. Then, we consider the exact boundary controllability and the exact boundary synchronization (by groups) for the coupled system with coupled Robin boundary controls. Due to difficulties from the lack of regularity of the solution, we have to face a bigger challenge. In order to overcome this difficulty, we take advantage of the regularity results for the mixed problem with Neumann boundary conditions (Lasiecka and Triggiani) to discuss the exact boundary controllability, and by the method of compact perturbation, to obtain the non-exact controllability for the system

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Orefice, Giovanni. "Description par mobilités énergétiques des échanges vibratoires dans les systèmes couple." Lyon, INSA, 1997. http://www.theses.fr/1997ISAL0109.

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Abstract:

On définit ici la "mobilité énergétique": elle relie la puissance active injectée sur une bande de fréquences en un point d'une structure au niveau carré de la vitesse vibratoire obtenue en un autre point. On l'utilise sur une structure isolée pour définir une "additivité énergétique" d'injections simultanées de puissance active pour calculer localement les niveaux carrés de vitesse par bande. On l'utilise sur un assemblage, avec des "facteurs de connexion", pour calculer localement les niveaux carrés de vitesse par bande après couplage en fonction de ceux des sous-structures avant couplage. On remarque que la mobilité énergétique entre deux points non couplés change peu après couplage et que la mobilité énergétique est asymptotiquement invariante si au point excité on ajoute une masse concentrée. On définit aussi le concept de "sources de puissance active" par bande de fréquence et on souligne ses avantages. L'approche par mobilités moyennes énergétiques (EMMA) permet d'effectuer des calculs énergétiques prédictifs approchés et locaux avec uniquement des quantités moyennées par bande de fréquence. Suivent des simulations d'assemblages multipoint (rigides ou élastiques et dissipatifs) de plaques homogènes et hétérogènes, avec l’étude des différentes erreurs de méthode et une application expérimentale sur des assemblages de plaques et de cylindres
The energetic mobility is defined: it links the active injected power in a frequency band at a given point on a structure to the squared velocity level at another point. On a single structure it can be used to add the contributions of several active power injection and obtain the frequency averaged squared velocity level at any point. On an assembly it allows predicting the local frequency averaged squared velocity level after coupling using those on the substructures before coupling. The energetic mobility between two uncoupled points is almost invariant after coupling the structure and the energetic mobility is asymptotically invariant if one adds a mass at the injection point. The concept of active power sources in a frequency band is also defined and declaimed. The energetic mean mobility approach (EMMA) allows one to make local energetic predictions using exclusively frequency band averaged quantities. Numeric tests of multipoint (rigid or elastic and dissipative) coupling of homogeneous and heterogeneous plates follow, with the study of the different errors of the method and with an experiment on plate and cylinder assemblies

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Wang, TingTing. "Acoustic / elastic wave propagation in coupled-resonator waveguides." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2020. http://www.theses.fr/2020UBFCD061.

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Abstract:

Lorsqu'un défaut est introduit dans un cristal phononique, des états apparaissent dans les bandes interdites et se localisent au niveau des défauts. Ils décroissent rapidement loin du défaut. Par conséquent, il est possible de localiser et de guider la propagation des ondes en concevant des défauts dans un cristal phononique parfait. Le guide d’onde à résonateurs couplés, fondé sur le couplage d'une séquence de cavités, présente simultanément un fort confinement des ondes et une faible vitesse de groupe ; il peut être utilisé pour concevoir des circuits plutôt arbitraires. En outre, la propagation des ondes élastiques dans une matrice solide peut être contrôlée en remplissant des cavités d'un fluide, sur la base des systèmes couplés fluides-solides. Ils ont des applications essentielles pour la réduction des vibrations et l’isolation acoustique. Dans cette thèse, les ondes acoustiques et élastiques se propageant dans les guides d’ondes à résonateurs couplés périodiques et apériodiques sont étudiées. L’interaction fluide-solide dans les cristaux phononiques fluide / solide est étudiée. Les travaux sont menés en combinant simulation numérique, analyse par modèles théoriques et investigation expérimentale
When a defect is introduced into a phononic crystal, states localized at the defect appear in the band gaps. They decay rapidly far away from the defect. Therefore, it is possible to localize and guide wave propagation by designing defects in the perfect phononic crystal. Coupled-resonator waveguides based on the coupling effect between a sequence of defect cavities have simultaneously strong wave confinement and low group velocity, and can be used to design rather arbitrary circuits. Furthermore, the propagation of elastic waves in a solid matrix can be controlled through changing fluid fillings based on fluid-solid interaction. Thus, they have essential applications in vibration reduction and noise isolation. In this thesis, the acoustic and elastic waves propagating in both periodic and aperiodic coupled-resonator waveguides are investigated. The fluid-solid interaction in fluid/solid phononic crystals is studied. The work is conducted by combining numerical simulations, theoretical model analysis and experimental investigations

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Caudrillier, Pierre. "Contribution à la modélisation des couplages antenne/structure par technique multidomaine." Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30148.

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Périgaud, Aurélien. "Conception de banques de filtres micro-ondes passifs compacts dans la bande 2-20 GHz à l’aide des technologies multicouches." Limoges, 2009. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/f1290723-ecb0-4e3f-978e-d4303d3f8000/blobholder:0/2009LIMO4011.pdf.

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Abstract:

L’objectif de cette étude est de proposer des filtres compacts, innovants, qui pourront parfaitement s’intégrer au sein d’équipements de réception hyperfréquences, actuels ou futurs, que ce soient des applications radars ou de guerre électronique. S’appuyant sur les matrices de couplage, les structures physiques déjà existantes ainsi que sur les technologies multicouches, de nouveaux types de couplages ont été investigués et de nouvelles structures de filtrage ont été développées, comme les filtres inter-digités verticaux (VIF), les filtres « serpents » ou les filtres inter-digités repliés (FIF). Une méthode de synthèse a également été élaborée dans le cas des VIF, cette synthèse bénéficie des apports de la RBDM (Rectangular Boundary Division Method), permettant de calculer plus finement les couplages s’établissant au sein des VIF. La validation des filtres proposés, par la fabrication et la mesure de structures de référence, a rendu possible le développement de dispositifs plus aboutis. Cette étude offre ainsi au concepteur tout un panel de filtres compacts innovants
The purpose of this study is to propose innovating compact filters, to be integrated within future or current microwave equipments, such as radars or electronic warfare devices. Learning on coupling matrices theory, already existing structures and multilayer technologies, new kinds of coupling have been investigated and new filtering structures have been developed such as the Vertical Inter-digital Filters (VIF), the “snake” filters or the Folded Inter-digital Filters (FIF). A method to synthesize VIF has been elaborated, and benefits from contributions of the Rectangular Boundary Division Method (RBDM) to calculate more precisely couplings in VIF structures. The validation of the proposed filters, by the manufacturing and the measurement of reference structures, made possible the development of more accomplished devices. As a result, this study brings to designers a whole sample group of innovating and compact filters

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Zighem, Fatih. "Influence des structurations géométriques et des couplages interfaciaux sur les excitations magnétiques dans des couches minces." Paris 13, 2008. http://www.theses.fr/2008PA132008.

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Abstract:

Cette étude a pour objectif de comprendre l'influence, dans les couches minces de métaux ferromagnétiques, des couplages interfaciaux ainsi que de la structuration latérale en élements submicroniques sur les excitations magnétiques. Deux techniques complèmentaires ont été utilisées: la spéctroscopie Brillouin (implantée de longue date dans notre laboratoire) et la résonance ferromagnétique de type micro-ruban (mise en place durant ce travail de thèse). Une première recherche concerne l'effet de la réduction de la taille des objets sondés: on étudie des systèmes constitués de reseaux de ligne de permalloy et on montre que l'on peut rendre compte des spectres d'ondes de spin observés à l'aide d'un modèle analytique approché que nous avons élaboré; ce modèle introduit un terme d'anisotropie associé à un champ démagnétisant moyen régnant dans chaque ligne, que l'on calcule en fonction des caractéristiques géométriques du réseau. La seconde partie de notre recherche concerne le couplage interfacial de bicouche ferromagnétique/antiferromagnétique (Ni81Fe19/NiO) ; bien que découvert il y a plusieurs décennies, il reste un sujet de recherche actif. L'interprétation des propriètés magnétiques statiques et dynamiques s'appuie, selon les cas étudiés, soit sur des expressions analythiques approchés, soit sur des calculs purement numériques
The present study concerns the effects of interfacial couplings and of submicrometric patterning in thin ferromagnetic metallic films on their magnetic dynamic properties. Two compementary techniques were used: Brillouin Light Scattering Microstripe Ferromagnetic Resonance (that I contributed to install in our research group). A first part is devoted to the size reduction of the probed objects. We study permalloy layers structured into lattices of wires and we show that a satisfactory account of the observed spectra is obtained according to an approximate analytical model that we have elaborated. Thhis model introduces a anisotropy term deriving from the average demagnetizing field inside each stripe, which is easily calculated according to the geometrical characteristics of the lattice. The second part of our work is related to the interfacial coupling in ferromagnetic/antiferromagnetic bilayers (Ni81Fe19/NiO): although its specific character, including bias effects, was discovered several decades ago, it still rises a lot of problems and remains an active subject of research. We propose an interpretation of the static and dynamic magnetic properties of the studied samples based on approximate analytical expressions and on numerical calculations

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Ntagwirumugara, Etienne. "Co-intégration d'un filtre à ondes de surface avec un amplificateur d'entrée de faible bruit sur Si pour téléphone mobile." Valenciennes, 2007. http://ged.univ-valenciennes.fr/nuxeo/site/esupversions/4bd689b6-f6f2-4c58-8579-cd72bb25debf.

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Abstract:

L’étude présentée dans cette thèse porte sur l'analyse d'un filtre en échelle co-intégré avec un amplificateur faible bruit (LNA) en technologie CMOS dans une gamme de fréquence autour de 945-MHz. L’étude théorique du filtre a été réalisée en utilisant en premier lieu la méthode des modes couplés mais aussi en appliquant le circuit équivalent RLC du résonateur. Le filtre a été développé sur une structure constituée d'un film de ZnO et d'électrodes en aluminium (Al) sur un substrat de silicium (Si) avec une métallisation en Ti. Ce filtre se compose de six résonateurs sur le même port. Les résultats théoriques et expérimentaux ont été analysés. Un amplificateur entièrement co-intégré avec ce filtre destiné à l'utilisation dans un récepteur mobile (GSM), a été mis en application dans un processus standard de 0,35µm en technologie CMOS. Les résultats de la simulation pour la conception de l’ensemble filtre-LNA avec un amplificateur utilisant quatre types d’inductances de coefficients qualité différents ont été présentés. Notre étude nous permet d’affirmer qu’aujourd’hui, on peut faire la co-intégration des deux composants. En final, nous présentons l’implantation de l’ensemble filtre-LNA
The study presented in this thesis relates to the analysis of a ladder-type filter co-integrated with a CMOS low noise amplifier (LNA) in the frequency band around 945-MHz. The theoretical study of the filter was carried out by using initially the coupling of modes model (COM) but also by applying equivalent circuit RLC of the resonator. The filter was developed on a structure with three layers of a ZnO film and aluminium (Al) electrodes on a silicon (Si) substrate with a Ti for metallization. This filter is composed of six resonators on the same port. The theoretical and experimental results were analyzed. An amplifier low noise entirely co-integrated with this filter intended for the use in a global system mobile(GSM) receiver, was implemented in a standard process of 0,35µm in technology CMOS. Design procedure and simulation results of filter-LNA unit by using an amplifier with four types of inductances of different quality factors (Q) were presented. Our study enables us to affirm that today; we can make the co-integration of the two components (filter with LNA). Finally, we present the layout of the filter-LNA unit

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Hazebrouck, Robert. "Spectrométrie acoustique en régime impulsionnel, application à l'étude de couplages fluide-structure." Lille 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LIL10027.

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Henri, Pierre. "De Vlasov à STEREO : couplages non-linéaires dans le vent solaire." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00532627.

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Abstract:

De nombreux plasmas astrophysiques, dont le vent solaire, sont non-collisionels. Les fréquences typiques des processus dynamiques sont grandes devant la fréquence de collision, de sorte que le vent solaire est hors équilibre thermodynamique local. Dans ce contexte, les processus cinétiques et/ou non-linéaires (interactions ondes-particules et ondesondes) permettent de redistribuer l'énergie dans le plasma. Si les processus cinétiques et la théorie non-linéaire des plasmas ont été intensivement étudiés depuis les années 1960, des preuves observationnelles concluantes manquent encore. L'objectif de cette thèse est double : d'une part comprendre les effets cinétiques et/ou nonlinéaires (en particulier dans le cas des couplages electrostatiques ions-electrons) et d'autre part fournir des preuves observationnelles de leur existence dans les plasmas spatiaux. Cette étude se fonde sur des observations in-situ et des simulations numériques. Les mesures de formes d'onde de champ électrique sont fournies par l'instrument radioWAVES embarqué sur les sondes STEREO. Les simulations numériques sont réalisées en utilisant un code cinétique Vlasov-Poisson unidimensionel dans l'approximation électrostatique. Les résultats de cette thèse sont les suivants. (1) Une méthode de mesure et d'étalonnage in-situ des fluctuations de densité haute fréquence (0.1 - 1kHz donc dans un domaine non accessible par les instruments particulaires) a été développée en utilisant les variations quasi-statiques du potentiel flottant des sondes. (2) Des mesures simultanées de champ électrique et de densité sur plus de trois ans de données fournissent la première preuve observationnelle d'effets pondéromoteurs dans le vent solaire, permettant de coupler la densité du plasma aux ondes de Langmuir de grande amplitude. (3) Ce travail fournit également la première preuve observationnelle directe de l'instabilité de décroissance des ondes de Langmuir, un archétype d'interaction onde-onde, associé à un sursaut de type III. Le caractère résonant de l'interaction est validé grâce aux observations de forme d'ondes, en vérifiant la conservation de l'impulsion et de l'énergie (relations de résonances), ainsi que la résonance de phase à travers une analyse de bicohérence. Les simulations fournissent une nouvelle expression du seuil d'instabilité de décroissance des ondes de Langmuir, en accord avec les niveaux d'énergie observés. (4) Enfin, les simulations Vlasov-Poisson montrent que l'évolution de la turbulence faible de Langmuir sur des temps longs tend vers un régime de turbulence forte via la formation de structures cohérentes électrostatiques (cavitons). Cette thèse illustre l'importance d'une approche complémentaire observations-simulations pour l'étude des plasmas spatiaux, ainsi que le rôle fondamental joué par les processus cinétiques.

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Bekka, Nassim. "Modélisation et optimisation d'actionneurs rotatifs fort couple pour systèmes embarqués." Nantes, 2015. https://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show/show?id=b0badb6d-3747-42eb-bcf7-0e81b1bc02de.

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Abstract:

Les machines synchrones à aimants avec bobinage fractionnaire concentré autour des dents sont des solutions très prometteuses pour les applications fort couple basse vitesse. Cette technologie de bobinage permet d'accroitre la compacité de la machine tout en maintenant un coût de réalisation réduit. Néanmoins, elle présente des coefficients de bobinage relativement faibles ainsi qu'une force magnétomotrice (FMM) riche en harmoniques d'espace pouvant conduire à une augmentation des pertes dans les aimants et à un niveau non négligeable de bruit et de vibrations. Pour améliorer les performances de ces bobinages, deux nouvelles méthodes ont été proposées. La première, de type passive, agit sur les paramètres du bobinage tels que l'ouverture angulaire des bobines, le nombre de spires, la distribution des encoches dans le but d'accroitre le coefficient de bobinage et de réduire le contenu harmonique de la FMM. La seconde, de type actif, utilise un système de deux bobinages décalés spatialement et alimentés par des courants déphasés de manière à ce que les deux bobinages produisent des FMM en phase pour l'harmonique créant le couple moyen et en opposition de phase pour les harmoniques indésirables. Ces méthodes ont été appliquées par la suite pour l'optimisation du bobinage d'une machine synchrone avec une combinaison de 12×nbase encoches/10×nbase pôles (nbase est un nombre entier). Deux nouvelles configurations de bobinages sont ressorties de cette phase d'optimisation. Des machines synchrones portant ces bobinages optimisés ont été ensuite dimensionnées pour une application de 10 kW- 50tr/min. L'analyse et la comparaison des performances de ces différents bobinages montrent que les méthodologies proposées permettent l'émergence de bobinages à meilleures performances
Permanent magnet machines with fractional slot concentrated windings are very suited in low speed high torque applications, thanks to their high torque density and low manufacturing costs. However, they are characterized by low fundamental winding factor and high content of magnetomotive force (MMF) space harmonics that can lead to undesirable effects, such as eddy current losses in the magnets, acoustic noise and vibration. To overcome these drawbacks, two novel methodologies for optimal design of fractional slot with concentrated windings have been proposed, passive and active methods. The passive method acts on the winding parameters (coil span, number of turns, slot distribution, etc. ) to optimize the winding layout. The active method uses two identical windings shifted in space and fed by currents shifted in time in a manner that the MMF waveforms produced by the two windings will be in phase for the torque harmonic and in opposite phase for the undesirable harmonic ranks. These two methods have been applied to optimize the winding layout of the permanent magnet machine with a 12×nbase slots/10×nbase poles (nbase is an integer number). Two new winding layouts were then obtained. Permanent magnet machines with the optimized windings are then designed for a 10 kW-50rpm application. The electromagnetic performances of the optimized windings are investigated and compared with conventional winding topology. It is found that the proposed approaches allow the emergence of new windings with higher performances

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Claude, Christophe. "Extensions et applications de la méthode spectrale aux systèmes discrets et aux systèmes couplés." Montpellier 2, 1993. http://www.theses.fr/1993MON20084.

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Abstract:

L'equation de schrodinger non lineaire (nls) apparait generiquement dans l'etude des phenomenes de vibration et de propagation a enveloppes lentement variables. Mais c'est seulement lorsque cette equation est couplee au probleme spectral de zakharov shabat (zs) associe que l'on peut calculer la valeur de certains parametres importants (energie et nombre des solutions localisees) qui sinon resteraient libres. Dans ce travail, on etend les possibilites d'application de cette idee en developpant la theorie qui permet de prendre en compte des conditions asymptotiques non nulles mais symetriques sur le champ non lineaire. De plus le terme de couplage est donne sous deux formes differentes et pour chaque cas on deduit les conditions aux bords naturelles pour zs. Ensuite on utilise le caractere generique de nls pour obtenir, dans l'approximation du continu, un modele de diffusion de la lumiere par une chaine diatomique qui utilisent les resultats precedents. Enfin, on etudie la mobilite des modes localises intrinseques, toujours dans les chaines atomiques, mais cette fois-ci avec une version discrete de nls. On montre en particulier que les modes mobiles existent toujours dans le modele de fermi pasta ulam

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Youssef, Wael. "Contrôle et stabilisation de systèmes élastiques couplés." Thesis, Metz, 2009. http://www.theses.fr/2009METZ017S/document.

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Abstract:

Cette thèse est constituée de deux parties principales. Dans la première partie on traite l'observabilité et la contrôlabilité exacte internes indirectes des systèmes hyperboliques faiblement couplés et du système de Timoshenko. La deuxième partie est consacrée à l'étude de problèmes concernant la stabilisation directe du système de Bresse par des feedbacks non linéaires en utilisant la méthode des multiplicateurs et des techniques d'inégalités intégrales, et sa stabilisation indirecte seulement par deux feedbacks localement distribués au voisinage du bord en utilisant l'approche de fréquence de domaine. On traite dans cette partie aussi la stabilisation indirecte du système de Timoshenko dans le cas d'un seul feedback localement distribué au voisinage du bord
This thesis consists of two main parts. In the fi#rst part, it treats the indirect internal observability and exact controllability of a weakly coupled hyperbolic system and of the Timoshenko system. The second part is devoted to the study of problems concerning the direct stabilization of the Bresse system by non-linear feedbacks using multiplier method and integral inequality techniques, and its indirect stabilization only by two locally distributed feedbacks at the neighborhood of the boundary using the frequency domain method. Is treated in this part also the indirect stabilization of the Timoshenko system subject to a single feedback locally distributed at the neighborhood of the boundary

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Bailliet, Hélène. "Machines thermoacoustiques : etudes analytiques et experimentales de couplages et d'effets non-lineaires acoustiques." Le Mans, 1998. http://www.theses.fr/1998LEMA1013.

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Abstract:

Les machines thermoacoustiques font, depuis plus de 15 ans, l'objet d'etudes specifiques, principalement aux etats-unis. Un certain nombre de systemes ont ete realises en laboratoire. Les equations fondamentales de la thermoacoustique sont connues mais restent d'une telle complexite que leur solution n'est obtenue que de facon numerique. L'objet de ce travail est d'entrer dans l'intelligence de ces problemes, d'en traiter certains aspects sur la base de modeles analytiques et d'orienter les etudes experimentales vers la conception et la realisation de maquettes. Un premier aspect concerne le systeme couple source-sonore/resonateur-thermoacoustique pour le refrigerateur a onde stationnaire. L'objectif est d'aider au choix des parametres de ce systeme qui optimisent l'efficacite pour le transfert de chaleur de la source froide a la source chaude. Une modelisation du systeme couple, mise en place et validee par un ensemble de resultats experimentaux, est utilisee pour determiner la succession d'etapes suivies dans la realisation d'une maquette. Des experiences de mesure de vitesses particulaires par anemometrie laser-doppler sont effectuees sur cette maquette. Couplees a celle de la pression acoustique ce type de mesure permet d'acceder a une mesure de la puissance acoustique en resonateur thermoacoustique. L'etude de certains phenomenes non-lineaires en resonateur thermoacoustique est ensuite abordee. Deux modeles analytiques sont presentes, dans lesquels la description des effets non-lineaires dans les machines thermoacoustiques permet une meilleure comprehension des phenomenes physiques les regissant. Le premier aboutit a une methode active de suppression d'harmoniques crees par les non-linearites qui utilise les caracteristiques du signal applique a la source sonore dans un refrigerateur thermoacoustique. Le second permet de decrire la generation, l'amplification et la saturation en amplitude de l'onde acoustique dans un moteur thermoacoustique.

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Soua, Slim. "Formulation couplée BEM/FEM pour un problème de diffraction d'une onde acoustoélastique par une hétérogénéité localisée." Compiègne, 2004. http://www.theses.fr/2004COMP1510.

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Abstract:

Les techniques de CND emploient des ondes ultrasonores pour détecter et caractériser les hétérogénéités localisées. Ces hétérogénéités peuvent être de type matériau défaut ou contrainte résiduelle. La plupart des modèles numériques proposés dans la littérature ne traitent pas les contraintes résiduelles. Les modèles analytiques sont employés et sont assez limités. Ces limitations sont dues d'une part au caractère local des défauts et d'autre part à l'hétérogénéité de leurs propriétés élastiques. Les travaux exposés dans cette thèse visent à proposer une méthode de résolution numérique pour l'étude de la propagation des ondes élastiques en présence d'une hétérogénéité localisée. Pour cela, l'étude théorique des équations de perturbation d'une structure précontrainte est développée, et une formulation variationelle permet de résoudre numériquement ces équations. La méthode numérique proposée est basée sur les éléments finis de frontières (BEM) et les éléments finis de surface (FEM). Chacune de ces deux méthodes est plus appropriée pour répondre à quelques unes des limitations, d'ou l'exploitation des deux méthodes dans une forme couplée. Les résultats obtenus sont validés par des modèles analytiques et semi-analytiques de la diffraction d'une onde plane ou des ondes modales: ondes de plaque ou d'interface. La concordance des résultats pour des maillages en ?/5 prouve l'efficacité de la méthode numérique
The NDT experiments using ultrasonic waves are used to detect and characterise localised heterogeneity. This heterogeneity can be of kind material defect or residual stress. Most of numerical models proposed in the literature do not deal with residual stress. The analytical models are used and are limited enough when dealing with inhomoge¬neous and localised domains. The present work aims to developing a numerical method of resolution applied to the study of elastic wave diffraction by localised heterogeneity. For that purpose, theoretical study of linearized motion equations in prestressed structure is developed, then a variational formulation is used for the numerical resolu¬tion. The numerical method, we propose, is based on boundary element (BEM) and finite element (FEM) methods. Each of these methods is more suited to deal with some of the limitations, so we use both methods in coupled formulation. Results are obtained and compared to several analytical and semi-analytical models, the cases of plane wave diffraction and modal waves are treated: Lamb or Stoneley modal wave. The agreement for a/5 meshes proves the efficiency of the numerical model

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Legras, Benoit. "Adsorptions et désorptions compétitives sous irradiation micro-ondes : étude de la conversion d'énergie électromagnétique couplée aux transferts de matière et de chaleur." Phd thesis, INSA de Rouen, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00849965.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous nous sommes particulièrement intéressés au cas d'adsorptions compétitives sur des zéolithes, de molécules polaires en phase gaz, sous irradiation micro-ondes. Dans un premier temps, nous avons étudié de façon approfondie les mécanismes d'interactions onde-matière sur des systèmes adsorbant-adsorbant à l'aide de mesures de permittivités. Dans un second temps, des adsorptions ont été effectuées à l'échelle pilote et ont permis d'analyser les possibilités réelles, offertes par les micro-ondes. Le procédé de régénération adsorbant sous micro-ondes a été décrit à l'aide d'un modèle multi-physique et validé expérimentalement. Un procédé de purification d'un courant gazeux humide chargé en COV apolaire a été proposé. Ce procédé permet une récupération sélective et efficace des molécules d'eau et de toluène. Ce procédé s'appuie sur les différences de sélectivités d'adsorption de plusieurs zéolithes, ainsi que sur leurs pertes diélectriques contrastées.

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Legras, Benoit. "Adsorptions et désorptions compétitives sous irradiation micro-ondes : étude de la conversion d’énergie électromagnétique couplée aux transferts de matière et de chaleur." Thesis, Rouen, INSA, 2011. http://www.theses.fr/2011ISAM0017/document.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous nous sommes particulièrement intéressés au cas d'adsorptions compétitives sur des zéolithes, de molécules polaires en phase gaz, sous irradiation micro-ondes. Dans un premier temps, nous avons étudié de façon approfondie les mécanismes d'interactions onde-matière sur des systèmes adsorbant-adsorbant à l'aide de mesures de permittivités. Dans un second temps, des adsorptions ont été effectuées à l'échelle pilote et ont permis d'analyser les possibilités réelles, offertes par les micro-ondes. Le procédé de régénération adsorbant sous micro-ondes a été décrit à l'aide d'un modèle multi-physique et validé expérimentalement. Un procédé de purification d'un courant gazeux humide chargé en COV apolaire a été proposé. Ce procédé permet une récupération sélective et efficace des molécules d'eau et de toluène. Ce procédé s'appuie sur les différences de sélectivités d'adsorption de plusieurs zéolithes, ainsi que sur leurs pertes diélectriques contrastées
In this thesis, we particularly focused on competitive sorption of polar/apolar gaseous mixtures on zeolites under microwave irradiations. In a first step, we precisely studied wave-material mechanisms occuring between an electromagnetic wave and an adsorbat-adsorbent couple by studying thier dieclectric properties. In a second step, co-sorptions under microwave on a bench test have been realised and analysed. They showed the real advantages that microwave can bring to tjis process. Then, a regeneration process have benn described with a pmutiphysic modelling and experimentally validated. A purification process of a humide gas flow loaded with an apolar VOC have been proposed. The case of toluene, as an apolar compound, has been experimentally treated. This process allows an efficient and selective recovery of water and toluene molecules. This process uses the sorption selectivity properties of several zeolites and their contrasted dielectric losses

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Pezin, Frédéric. "Contribution à l'étude de couplages électromagnétiques dans le domaine micro-ondes au moyen de la chambre réverbérante à brassage de modes." Lille 1, 1998. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1998/50376-1998-141.pdf.

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Abstract:

La these concerne la compatibilite electromagnetique et plus particulierement la recherche de moyens d'essai alliant des performances techniques et economiques. Notre travail a donc contribue a mettre en oeuvre des mesures au moyen d'une chambre reverberante a brassage de modes. Cette technique qui commence a etre intensement utilisee aux usa, apporte des avantages determinants que nous allons exploiter. Notamment, rapidite d'execution des mesures liee a des proprietes d'isotropie des champs puis quelques arguments en faveur d'une reproductibilite acceptable de comportements electromagnetiques. La these est organisee en trois parties. Tout d'abord, elle concerne la mise en oeuvre d'essais d'immunite sur des cartes electroniques depourvues de composants actifs. La gamme de frequences exploree par les champs perturbateurs qui va de 500 mhz a 10 ghz, permet de reconnaitre des couplages electromagnetiques specifiques au domaine micro onde. Effets des plans de masse, resonances propres et role imparti au couplage par mode commun seront interpretes
La seconde partie de la these concerne une application plus fondamentale dans laquelle on met en oeuvre la chambre reverberante, afin de determiner le rayonnement electromagnetique provoque par des discontinuites angulaires reparties sur une ligne de transmission, ce supplement de rayonnement representant 10 a 20% du rayonnement total de la ligne. La precision relative exigee pour deceler ces phenomenes a ete obtenue par un traitement des mesures specifiques utilisant le principe du double brassage de modes. La troisieme partie qui vient conclure la these s'adresse aux mesures d'objets rayonnants, pour lesquels une correlation possible avec des mesures en chambre anechoique est proposee. Une methode de calibrage sera experimentee a l'aide d'eprouvettes rayonnantes offrant differents criteres de directivite electromagnetique. Il sera montrer a partir des mesures que le critere quantitatif passant de l'une a l'autre methode d'essai est quasi independant de la frequence de la source

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Shall, Hanen. "Modélisation 3D des émissions rayonnées et étude des couplages entre composants et interconnexions." Rouen, 2014. http://www.theses.fr/2014ROUES009.

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Abstract:

L’augmentation de la densité d’intégration dans les équipements électroniques et la cohabitation de l’électronique de puissance et de l’électronique de signal dans l’espace limité des systèmes électroniques engendrent des nouvelles contraintes de compatibilité électromagnétique (CEM). Cette thèse, effectuée au sein de l’IRSEEM, s’inscrit dans le cadre du projet E-CEM (Compatibilité ElectroMagnétique des systèmes d’Energie). L’objectif principal de ces travaux de recherche est le développement d’une approche de modélisation permettant une meilleure prédiction des interférences électromagnétique (IEMs) entre les éléments les plus perturbateurs d’une carte électronique et les interconnexions en champ proche. La méthodologie proposée est divisée en deux principales tâches: la modélisation des émissions rayonnées 3D et la prédiction du couplage électromagnétique (EM) entre les structures rayonnantes et les interconnexions (ou lignes de transmission) de types conducteurs au-dessus d’un plan de masse et lignes microrubans. Le modèle d’émission rayonnée 3D est basé sur un réseau de sources équivalentes (dipôles électriques et magnétiques) distribuées sur les surfaces délimitant les dimensions géométriques du dispositif sous test (DST). Les paramètres de ces sources sont déterminés à partir des cartographies des composantes tangentielles du champ EM rayonné, issues soit d’une simulation EM soit d’une mesure champ proche. Ce modèle 3D est ensuite utilisé pour la prédiction du couplage EM avec les lignes de transmission voisines. Pour ce faire, le modèle a été associé avec des formalismes de couplage analytiques (modèles de Taylor, Agrawal et Rachidi) pour prédire les tensions induites aux extrémités de la ligne victime. Cette procédure de modélisation, appliquée pour des cas de test (couplages EM entre un « arceau 3D »/self torique et un conducteur au dessus d’un plan de masse), offre une meilleure précision pour la prédiction du couplage. Ensuite, une nouvelle démarche de modélisation du couplage induit sur les lignes microrubans a été proposée. Cette dernière est principalement inspirée de la première approche. L’idée principale est suscitée du principe d’équivalence de la structure PCB pour s’affranchir du calcul lourd des coefficients associés aux réflexions successives à l’interface air/diélectrique. Les résultats de modélisation ont été validés par des simulations et des mesures champ proche
The large scale integration of embedded electronic equipments in the limited space of electric systems (electric vehicles) generates new constraints in terms of ectromagnetic compatibility (EMC). This thesis is performed in IRSEEM under the E-CEM Project (Electromagnetic Compatibility of Power Systems). Its main objective is the development of an accurate modeling approach for electromagnetic interferences (IEMs) prediction between distrurbing electronic components and interconnections in the near field region. The proposed methodology is divided into two main steps: 3D modeling of radiated emissions and prediction of electromagnetic coupling (EM) between radiating structures and transmission lines: wires above a ground plane and microstrip lines. The 3D radiated emission model is based on a set of equivalent sources (electric and magnetic dipoles) distributed on the surfaces of a volume surrounding the geometrical dimensions of the device under test (DST). The dipoles parameters are calculated referring to the tangential cartographies of EM radiated field components, obtained from either an EM simulation or a near field measurement. The 3D model is then used to predict the EM coupling onto transmission lines. In fact, this model is associated with analytical coupling formulations (Taylor, Agrawal and Rachidi models) to compute the induced voltages at the victim line terminals. This modeling procedure, applied to real test cases (EM coupling between a small arch above a ground plane/toroidal inductor and a wire over a ground plane), provides a much better accuracy for EMI prediction. A novel modeling approach of EM coupling onto microstrip lines has been also proposed. This latter is mainly inspired from the first approach. The main idea is based on the microstrip line equivalence model to avoid the complex computation of the successive reflections and refractions in the two inhomogeneous regions: air region and substrate region. Comparison between modeled, numerical and measured results enables us to validate the proposed model

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Prade, Bernard. "Quelques aspects theoriques et experimentaux de la propagation des ondes electromagnetiques dans l'atmosphere et dans une fibre optique monomode." Paris 6, 1987. http://www.theses.fr/1987PA066061.

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Abstract:

Cette these, menee dans le cadre d'un travail sur la transmission d'informations par voie optique, comporte deux parties; la premiere traite du bruit de polarisation introduit par l'atmosphere au repos ou en ecoulement; la seconde partie traite du couplage par champ evanescent dans les fibres monomodes

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Valier-Brasier, T. "Propagation acoustique en guides fluides et solides à parois rugueuses : formulation intégrale pour ondes de pression, de cisaillement et de Lamb." Phd thesis, Université du Maine, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00534139.

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Abstract:

Dans le cadre du contrôle non destructif, l'étude de la propagation d'ondes dans des guides rugueux ouvre la voie à diverses applications, telles la caractérisation de l'état de surface d'un matériau ou de la qualité d'un collage dans une structure assemblée, la détection d'effets de corrosion ou d'imperfections d'usinages, ... Dans ce contexte, l'étude menée au cours de cette thèse porte sur l'analyse des effets de rugosité de frontières de guides d'ondes fluides ou solides sur la propagation des ondes acoustiques, en vue, en pratique, de caractériser cette rugosité. Le processus de diffusion sur des rugosités de parois se traduit par des couplages modaux, transferts d'énergie entre modes créés ou non par des sources, modes propres pour ondes de pression en fluides ou pour ondes SH en solides, modes de Lamb en guides solides. Qu'il s'agisse de champs à caractère scalaire (en fluide ou ondes SH en solide) ou vectoriel (ondes de Lamb), un modèle nouveau, qui repose sur une formulation intégrale des équations scalaires de propagation, est mis en œuvre, modèle dans lequel le choix des fonctions de Green joue un rôle prépondérant. Les relations entre champs acoustiques (de pression ou élastiques) et profils de rugosité ont été étudiées pour tous types de rugosité, mais plus particulièrement pour des rugosités périodiques qui permettent des analyses plus avancées. La relation entre les densités spectrales de puissance (DSP) des profils de rugosité et les coefficients de réflexion et de transmission en énergie des modes guidés est établie ; certains résultats obtenus ont été comparés à ceux d'expériences réalisées à cet effet.

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Martire, Léo. "Characterisation of Infrasound in the Coupled Solid-Atmosphere System : Numerical Modelling, Terrestrial and Planetary Applications." Thesis, Toulouse, ISAE, 2020. http://www.theses.fr/2020ESAE0028.

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Abstract:

Cette thèse porte sur le couplage mécanique entre le corps solide d’une planèteet son atmosphère. Nous étudions les événements géophysiques naturels et anthropiquesgrâce aux ondes sismiques et infrasonores. Ces phénomènes sont clés pour découvrir lastructure atmosphérique de la Terre, l’intérieur de Vénus, et Mars dans son intégralité.Les formes d’ondes acoustiques et sismiques contiennent des informations importantes, à lafois sur l’événement source et sur le milieu de propagation. L’objet de ce travail est double.Premièrement, nous développons un logiciel de simulation numérique pour le systèmecouplé sol-atmosphère. Nous nous appuyons sur les équations linéarisées de Navier-Stokespour modéliser l’atmosphère, et sur la visco-élastodynamique pour modéliser le sous-sol.Nous utilisons la méthode des éléments finis spectraux discontinus, permettant la simulationcomplète des formes d’ondes. L’implémentation est validée à l’aide de deux techniques :les solutions analytiques et manufacturées. Le logiciel permet de modéliser tous les types decouplages air-sol, et prend en compte avec précision la propagation des ondes acoustiqueset sismiques. Des topographies complexes peuvent être utilisées, ainsi que des modèles atmosphériques variant latéralement. Il est donc particulièrement bien adapté à l’étude de laplupart des phénomènes géophysiques dans les atmosphères planétaires. Parmi les exemplesd’événements, nous pouvons citer les ondes sismiques, les microbaroms, les explosionssouterraines ou aériennes, ou encore les ondes de gravité. Deuxièmement, nous étudionsde nombreux cas d’application liés à la planétologie. En vue de l’exploration de l’intérieurde Vénus, nous menons des expériences terrestres dont le but est d’étudier les infrasonsinduits par les séismes, et utilisons notamment des instruments sous ballons. Nous montronsqu’il est possible de déduire les propriétés et la structure du sous-sol grâce à ces ondesinfrasonores. Ces ballons instrumentés permettent également de localiser les événements ausol. Ce sujet est crucial pour l’exploration planétaire, mais également pour la surveillancede la Terre depuis l’atmosphère. Enfin, nous démontrons que des infrasons sont présentsdans l’atmosphère de Mars, établissant pour la première fois l’existence d’infrasons sur uneautre planète. Ceci est possible grâce au sismomètre SEIS d’InSight, capable de mesurer lesinfimes mouvements du sol causés par le passage des infrasons
This thesis focuses on the mechanical coupling between a planet’s solid bodyand its atmosphere. We study natural and anthropogenic geophysical events under thescope of seismic waves and infrasound. These phenomena are keys to uncover the atmosphericstructure of Earth, the interior of Venus, and Mars as a whole. Acoustic and seismicwaveforms contain valuable information, about both the source event and the propagationmedium. Our work is two-fold. Firstly, we develop a numerical simulation software for thecoupled ground-atmosphere system. We rely on the linearised Navier-Stokes equations tomodel the atmosphere, and on visco-elastodynamics to model the sub-surface. We employa discontinuous spectral finite elements method, allowing the simulation of full waveforms.The implementation is validated using two techniques: analytical and manufactured solutions.Our software can model all types of air-ground couplings, and accurately accountsfor acoustic and seismic wave propagation. Complex topographies can be used, as well asrange-dependant atmospheric models. As a result, it is particularly well suited to studymost geophysical phenomena in planetary atmospheres. Example events include seismicwaves, microbaroms, underground and overground explosions, or gravity waves. Secondly,we study numerous application cases related to the aforementioned planetary science objectives.With the exploration of Venus’ interior in mind, we conduct terrestrial experiments tostudy seismically-induced infrasound, and involve balloon-borne instruments. We show thatit is possible to infer the properties and structure of the sub-surface from these infrasonicwaves. These instrumented balloons also render the localisation of ground events possible,which is crucial both for planetary exploration and for the airborne monitoring of the Earth.Finally, we demonstrate that the Martian atmosphere features infrasound, establishing forthe first time the existence of infrasound on another planet. This is achieved thanks toInSight’s seismometer SEIS, able to measure the faint ground motion caused by passingairwaves

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Yang, Minglin. "Computation of light scattering, radiation force, torque and stress of large non-spherical particles with Multilevel Fast Multipole Algorithm and Vectorial Complex Ray Model." Rouen, 2014. http://www.theses.fr/2014ROUES055.

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Abstract:

Cette thèse est dédiée à la validation du modèle de Tracé de Rayons Vectoriels Complexes (VCRM - Vectorial Complex Ray Model en anglais) par la comparaison des diagrammes de diffusion avec les résultats de SIE- MLFMA (Surface Integral Equation with Multilevel Fast Multipole Algorithm en anglais) et les applications de MLFMA développé à la prédiction de la force de pression de radiation, le couple et la tension exercés sur des grosses particules non-sphériques par un faisceau laser. En introduisant la courbure du front d’onde comme une nouvelle propriété des rayons lumineux, VCRM apporte une amélioration considérable sur la précision et l’applicabilité du modèle de rayons pour la diffusion de la lumière par les particules non-sphériques. Cependant ses résultats pour les particules non-sphériques restent à valider. Alors, MLFMA est une méthode numérique très efficace pour traiter l’interaction de la lumière avec des particules de forme quelconque. Afin d’étendre sa capacité pour les grosses particules, dans cette thèse, MLFMA est améliorée et parallélisée. Le code mis au point permet d’obtenir des résultats exacts pour les particules de paramètre de taille supérieur à 600. Le bon accord entre les diagrammes de diffusion des grosses particules ellipsoïdales calculées par MLFMA et VCRM illustre la grande capacité de ces deux méthodes. Ensuite, le code MLFMA développé est appliqué au calcul de la force de pression de radiation (FPR) et le couple sur des particules homogènes de forme quelconque. Pour éviter l’imprécision de la description mathématique en champ lointain de faisceau laser, l’expression analytique de champs électromagnétiques dans la région proche de la particule est utilisée. La FPR et le couple sont donc calculés par le flux du vecteur du tenseur de Maxwell sur une surface sphérique incluant la particule. Cette méthode est très puissante et flexible permettant de prédire la FPR et le couple exercés par un faisceau de forme quelconque sur une grosse particule, comme des particules sphéroïdales, des particules de forme de globule rouge ou moteur. La FPR et le couple sont des effets mécaniques globaux d’un faisceau de lumière exercés sur une particule. La tension sur la surface d’une particule peut être importante dans l’étude des propriétés élastiques de certaines particules. Le code MLFMA développé est donc étendu au calcul de la tension de surface et VCRM a été appliqué à l’analyse le mécanisme de la tension sur des particules sphéroïdales.

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Margalef, rovira Marc. "Design of mm-wave Reflection-Type Phase Shifters with Oscillation-Based Test capabilities." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALT025.

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Abstract:

Ce travail porte sur la conception de déphaseurs de type réflectif (RTPS) sur silicium à ondes millimétriques avec des moyens de test basé sur l'oscillation (OBT). Pour plus de cohérence, une seule technologie a été utilisée, la BiCMOS STM 55 nm. Tout d'abord, la théorie et les mises en œuvre pratiques des coupleurs 3-dB sont discutées. Une attention particulière est portée à la topologie du guide d'onde coplanaire couplé à ondes lentes (CS-CPW), en raison de ses bonnes performances. En utilisant cette topologie, les mesures de deux coupleurs 3-dB sont rapportées : (i) un coupleur de 120 GHz, et (ii) un coupleur de 185 GHz.Ensuite, les topologies existantes des varactors intégrés sont discutées. Les résultats des mesures sont présentés pour un varactor MOS en mode inversion (I-MOS) de 1 à 325 GHz. En outre, l'architecture de varactor MOS de source commune (CS-MOS) est proposée et les résultats des mesures de 1 à 145 GHz pour cette architecture sont présentés.Puis, la théorie des RTPS est présentée et les coupleurs basés sur CS-CPW ainsi que les varactors MOS en mode d'accumulation (A-MOS), I-MOS et CS-MOS sont utilisés pour la conception de quatre RTPS. Les résultats des mesures et des simulations de ces RTPS, avec des fréquences centrales allant de 60 à 200 GHz, sont présentés.Ensuite, la théorie et les résultats des mesures de l'OBT sur un RTPS intégré de 60 GHz sont discutés.Enfin, une technique de compactage du calibrage TRL des ondes millimétriques est décrite à l'aide d'outils d'apprentissage sur machine
This work focuses on the design of on-silicon mm-wave Reflection-Type Phase Shifters (RTPS) with Oscillation-Based Test (OBT) capabilities. For more consistency, a single technology was considered, the STM 55-nm BiCMOS. First, the theory and practical implementations of 3-dB couplers is discussed. Particular attention is brought to the Coupled Slow-wave CoPlanar Waveguide (CS-CPW) topology, due to its good performance. Using this topology, the measurements of two 3-dB couplers are reported: (i) a 120-GHz, and (ii) a 185-GHz coupler.Next, the existing topologies of integrated varactors are discussed. Measurement results are reported for an Inversion-mode MOS (I-MOS) varactor from 1 up to 325 GHz. Additionally, the Common-Source MOS (CS-MOS) varactor architecture is proposed and measurement results from 1 to 145 GHz for this architecture are reported.Then, the theory of RTPS is presented and CS-CPW-based couplers together with Accumulation-mode MOS (A-MOS), I-MOS and CS-MOS varactors are used for the design of four RTPS. The measurement and simulation results of these RTPS, with central frequencies ranging from 60 to 200 GHz, are presented.Subsequently, the theory and measurement results of the OBT on an integrated 60-GHz RTPS are discussed.Finally, a mm-wave TRL calibration compaction technique is described using machine-learning tools

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Priour, Maud Blanc-Benon Philippe. "Influence des effets couplés de la météorologie et du relief sur la propagation acoustique Utilisation d'une méthode d'éléments finis de frontière et validation expérimentale /." [S.l.] : [s.n.], 2005. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/mpriour.pdf.

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Lelièvre, Oriane. "Oscillateurs optoélectroniques pour la génération de signaux microondes à grande pureté spectrale." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS061.

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Abstract:

La génération de signaux microondes à grande pureté spectrale est fondamentale pour différentes applications (systèmes RADAR, échantillonnage large bande). L’optique propose des solutions prometteuses pour la montée en fréquence des d’oscillateurs à bas bruit de phase. L’objectif de cette thèse est d’étudier différentes configurations d’oscillateurs optoélectroniques (OEO) à 10 GHz. Pour cela, nous avons développé puis validé expérimentalement un modèle décrivant le bruit de phase, que nous avons ensuite étendu aux OEOs à boucles multiples. Cet outil unique nous a permis de concevoir un OEO à double boucles à l’état de l’art avec un encombrement réduit (premier mode parasite avec un niveau de bruit de phase de -146 dBc/Hz à 187 kHz de la porteuse). Nous avons également étudié des OEOs à amplification optique qui permettent de lever les verrous associés aux amplificateurs RF lors de la montée en fréquence (contribution de bruit et bande passante) tout en conservant d’excellentes performances. Enfin, nous nous sommes intéressés aux oscillateurs optoélectroniques couplés (COEOs), qui associent un laser à verrouillage de modes à un OEO. Nous avons modélisé le bruit de phase du laser en tenant en compte pour la première fois la non-orthogonalité des modes de la cavité, puis initié un modèle pour le COEO. Après une étude expérimentale des paramètres clef, nous avons réalisé un COEO proche de l’état de l’art, dont le bruit phase au voisinage de la porteuse est amélioré par rapport aux OEOs pour des longueurs de boucle plus courtes
High purity microwave signal generation is required in various applications (RADAR systems, wideband sampling). For high frequency operations, optics offer promising solutions to generate low noise oscillators. The objective of this thesis consists in studying various optoelectronic oscillator (OEO) configurations at 10 GHz. We first worked on a phase noise model and its experimental validation, further extended to multiple loop OEOs. This comprehensive model allowed the design of a state-of-the-art dual loop OEO with consideration to its compactness (first spur located at 187 kHz from the carrier with a phase noise level of 146 dBc/Hz).We then focused on all photonic gain OEOs to get rid of RF amplifiers whose bandwidth and noise contributions are a limit for high frequency operations. Finally, we studied coupled optoelectronic oscillators (COEOs) which may simply be described as a combination of a mode locked laser and an OEO. We worked on a phase noise model for active and harmonically mode locked laser taking into account for the first time the non-orthogonality of the cavity modes. This model is the basis to a COEO model we began to develop. After experimentally determining key parameters, we designed and optimized a low noise COEO exhibiting a close-to-carrier phase noise similar to the state-of-the-art

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Priour, Maud. "Influence des effets couplés de la météorologie et du relief sur la propagation acoustique : Utilisation d'une méthode d'éléments finis de frontière et validation expérimentale." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2005. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/mpriour.pdf.

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Abstract:

Dans le cadre de la lutte contre le bruit, il est important de pouvoir estimer les niveaux sonores en milieu extérieur à grande distance des infrastructures de transports terrestres. Cette prévision nécessite la prise en compte d'effets météorologiques (vent, gradient de température) qui peuvent avoir une influence sur l'efficacité des moyens de protection sonore (écran anti-bruit). Le but de ce travail est de proposer des modèles numériques de propagation et de les valider expérimentalement en laboratoire et en soufflerie. Dans ce contexte, un travail est mené pour quantifier l'importance des différents phénomènes en jeu dans la propagation acoustique en milieu extérieur (une méthode hybride BEM-GFPE est exposée). Ensuite une technique de prise en compte d'effets météorologiques dans des méthodes d'éléments finis de frontières est présentée (transformations conformes). Enfin, un volet expérimental dédié à une campagne de mesures en soufferie atmosphérique est exposé
In environmental acoustics. It is of high importance to assess sound pressure levels at long ranges from traffic noise sources. At those distances meteorological effects (such as temperature gradient and wind speed) can no longer be neglected and they can affect the efficiency of screen barriers. In this view this work aims at developing numerical methods to predict sound propagation and validate them by comparisons with experiments achieved in laboratory or wind tunnel. First, a study is carried out to give an insight into involved propagation phenomena. An original method which couples BEM-GFPE is presented. Then a method which includes meteorological effects in bem is detailed (relying on conformal mappings). Finally an experimental study of more realistic atmospheric conditions carried out in an atmospheric wind tunnel in detailed

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Zhou, Changwei. "Approche couplée propagative et modale pour l'analyse multi-échelle des structures périodiques." Thesis, Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2014. http://www.theses.fr/2014ECDL0040/document.

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Abstract:

La dynamique d’une structure peut être vue aussi bien en termes de modes (ondes stationnaires) qu’en termes d’ondes élastiques libres. Les approches modales sont largement utilisées en mécanique et de nombreuses techniques de réduction de modèles (Model Order Reduction - MOR) ont été développées dans ce cadre. Quant à la dynamique des structures périodiques, les approches propagatives sont majoritairement utilisées, où la périodicité est exploitée en utilisant la théorie de Bloch. Pour les structures périodiques complexes, plusieurs techniques MOR sur la base d’onde ont été proposées dans la littérature. Dans ce travail, une approche couplée propagative et modale a été développée pour étudier la propagation des ondes dans les structures périodiques. Cette approche commence par la description modale d’une cellule unitaire (échelle mésoscopique) en utilisant la synthèse modale (Component Mode Synthesis - CMS). Par la suite, la méthode propagative - Wave Finite Element Method (WFEM) est appliquée sur la structure (échelle macroscopique). Cette méthode est nommée “CWFEM” pour CondensedWave Finite Element Method. Elle combine les avantages de la CMS et WFEM. La CMS permet d’analyser le comportement local d’en extraire une base réduite. La WFEM exploite la périodicité de la structure d’en extraire les paramètres de propagation. Ainsi, l’analyse de la propagation des ondes dans la structure à l’échelle macroscopique peut être réalisée en prenant en compte l’échelle mésoscopique. L’efficacité de la CWFEM est illustrée par de nombreuse applications aux structures périodiques monodimensionnelle (1D) et bidimensionnelle (2D). Le critère de réduction optimale assurant la convergence est discuté. Les caractéristiques de propagation dans les structures périodiques sont identifiées: bande passante, bande interdite, la directivité marquée (wave beaming effects), courbe de dispersion, band structure, surface des lenteurs... Ces propriétés peuvent répondre au besoin de conception des barrières vibroacoustiques, pièges à ondes. La CWFEM est ensuite appliquée pour étudier la propagation des ondes dans des plaques perforées et plaques raidies. Une méthode d’homogénéisation pour déterminer le modèle équivalent de la plaque perforée est proposée. Les comportements à haute fréquence tels que la directivité marquée sont également prédits par CWFEM. Trois modèles de plaques avec perforations différentes sont étudiées dans ce travail. Une validation expérimentale est effectuée sur deux plaques. Pour la plaque raidie, l’influence des modes internes sur la propagation globale est discutée. La densité modale est estimée, en moyenne et haute fréquences, pour une plaque raidie finie, où une bonne corrélation est obtenue en comparant les résultats à l’issue des analyses modales
Structural dynamics can be described in terms of structural modes as well as elastic wave motions. The mode-based methods are widely applied in mechanical engineering and numerous model order reduction (MOR) techniques have been developed. When it comes to the study of periodic structures, wave description is mostly adopted where periodicity is fully exploited based on the Bloch theory. For complex periodic structures, several MOR techniques conducted on wave basis have been proposed in the literature. In this work, a wave and modal coupled approach is developed to study the wave propagation in periodic structures. The approach begins with the modal description of a unit cell (mesoscopic scale) using Component Mode Synthesis (CMS). Subsequently, the wave-based method -Wave Finite Element Method (WFEM) is applied to the structure (macroscopic scale). The method is referred as “CWFEM” for Condensed Wave Finite Element Method. It combines the advantages of CMS and WFEM. CMS enables to analyse the local behaviour of the unit cell using a reduced modal basis. On the other hand, WFEM exploits fully the periodic propriety of the structure and extracts directly the propagation parameters. Thus the analysis of the wave propagation in the macroscopic scale waveguides can be carried out considering the mesoscopic scale behaviour. The effectiveness of CWFEM is illustrated via several one-dimensional (1D) periodic structures and two-dimensional (2D) periodic structures. The criterion of the optimal reduction to ensure the convergence is discussed. Typical wave propagation characteristics in periodic structures are identified, such as pass bands, stop bands, wave beaming effects, dispersion relation, band structure and slowness surfaces...Their proprieties can be applied as vibroacoustics barriers, wave filters. CWFEM is subsequently applied to study wave propagation characteristics in perforated plates and stiffened plate. A homogenization method to find the equivalent model of perforated plate is proposed. The high frequency behaviours such as wave beaming effect are also predicted by CWFEM. Three plate models with different perforations are studied. Experimental validation is conducted on two plates. For the stiffened plate, the influence of internal modes on propagation is discussed. The modal density in the mid- and high- frequency range is estimated for a finite stiffened plate, where good correlation is obtained compared to the mode count from modal analysis

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Li, Ji. "Modèle dans le domaine temporel et la validation expérimentale d’un scanner ultrasonore à ondes de surface sans contact." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2017. http://www.theses.fr/2017ECLI0026/document.

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Abstract:

Ce travail de recherche propose l’algorithme de calcul pour la modélisation d’un scanner ultrasonore sans contact à ondes de surface. L’approche proposée permet de prendre en compte l’ouverture finie du récepteur, l’atténuation d’air et la réponse électrique he de l’ensemble émetteur-récepteur. Le milieu avec l’atténuation (air et milieu testé) est modélisé dans le domaine temporel à l’aide de la fonction de Green causale permettant la caractérisation large bande. Le réponse he est déterminée de manière expérimentale en utilisant la procédure spatialement développée, incluant la déconvolution des effets d’atténuation. Le modèle est implémenté numériquement en utilisant l’approche de la Représentation Discrète et les résultats obtenus sont validés expérimentalement. La technique chirp est utilisée afin d’améliorer le rapport signal/bruit. Il est démontré que lorsque l’atténuation dans l’air, la dimension de récepteur et la réponse he reconstituée avec précision sont correctement pris en compte, la réponse impulsionnelle du système peut être prédite avec l’erreur de 2-5 %. L’introduction de la taille du récepteur est essentielle pour la prédiction dans le champ proche. Le temps de calcul obtenu est considérablement plus court que le temps nécessaire pour les méthodes FEM. A l’aide de ce modèle l’influence des réglages du scanner est étudiée. Les résultats obtenus permettent de formuler des recommandations pour les réglages optimaux
In this research the time-domain model for the prediction of an acoustic field in an air-coupled, non-contact, surface wave scanner is proposed. The model takes into account the finite size of the aperture receiver, attenuation in air, and the electric response he of the emitter-receiver set he. The attenuation is characterized by a causal time-domain Green’s function, allowing the wideband attenuation of a lossy medium (air and solid tested sample) obeying the power law to be modelled. The response he is recovered experimentally using an original especially developed procedure which includes the deconvolution of air absorption effects. The model is implemented numerically using a Discrete Representation approach and validated experimentally. In order to improve the signal to noise ratio the chirp technique is used. It is shown that when the attenuation in air, the receiver size, and the accurately recovered response he, are correctly taken into account, the model allows the system’s impulse response to be very accurately predicted, with errors ranging between 2-5%. Inclusion of the size of the receiver dimension in the model appears to be crucial to the accuracy of the near field predictions. The obtained computation efficiency is much better that efficiency of FEM methods. The influence of typical user defined settings has been investigated. The obtained conclusions will be used as the recommendations for further use

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Lalère, Béatrice. "Spéciation des composés organostanniques dans l'environnement par chromatographie en phase gazeuse couplée à un détecteur à photométrie de flamme après préparation de l'échantillon sous champ micro-ondes." Bordeaux 1, 1995. http://www.theses.fr/1995BOR10527.

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Abstract:

Une methode de determination des composes organostanniques dans l'environnement a ete developpee. Toutes les etapes conduisant a la determination des formes chimiques des derives organostanniques (butyles, phenyles) ont ete optimisees. Les etapes de preparation de l'echantillon (extraction et reaction de substitution) ont ete realisees sous champ micro-ondes, ce qui permet un gain de temps. Cette methode a ete appliquee a la distribution des composes organostanniques dans l'environnement, a la comprehension des phenomenes de biotransformation du mbe par des bacteries sulfato-reductrices, et a l'etude de pollution d'hydrures organostanniques greffes utilises en synthese organique

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Carton, Michel. "Réalisation et étude d'un commutateur optoélectronique ultrarapide basé sur l'excitation d'un mode dans un guide d'onde non linéaire couplé par réseau." Paris 11, 1988. http://www.theses.fr/1988PA112230.

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Abstract:

Cette thèse présente l’étude et la réalisation d’un commutateur optoélectronique à seuil de puissance qui permet d'obtenir sous l'effet d'un faisceau lumineux impulsionnel des commutations électriques plus franches et mieux définies dans le temps qu'avec un commutateur optoélectronique classique. Le fonctionnement de ce dispositif est basé sur l’excitation optique (à 1. 064 micron) en régime non linéaire, à l'aide d'un réseau, d'un mode guidé dans un film de silicium épitaxié sur un substrat de saphir. On décrit le principe de fonctionnement des commutateurs optoélectroniques classiques et les avantages du présent commutateur. On présente les propriétés du silicium sur saphir, notamment les origines de non-linéarité optique de ce matériau. On fait une étude théorique des guides d'ondes optiques plans présentant une faible absorption et des guides pour lesquels le couplage est réalisé par un prisme ou un réseau. Cette étude permet de définir les conditions d'excitation d'un mode guidé. On décrit la réalisation du commutateur que l'on cherche à mettre au point : gravure d'un réseau diffraction de pas submicronique (0,33 micron) à la surface du silicium, traitement pour augmenter la durée de vie des porteurs, dépôt des électrodes, mais aussi les étapes de contrôle : mesures de l’épaisseur des couches minces par ellipsométrie, mesures de durée de vie des porteurs libres dans les échantillons, observation au microscope électronique des profils des réseaux. L'étude expérimentale du commutateur a été réalisée sur le mode guidé TEo. En régime linéaire, on détermine les caractéristiques électriques et optiques du dispositif ; l’étude est ensuite poursuivie en régime non-linéaire avec des impulsions lumineuses de 20 ns de durée, issues d'un laser déclenché Nd : YAG, qui ont permis de produire des commutations montante et descendante sur le signal électrique. Ces commutations montrent la possibilité de mieux définir le front montant électrique issu d’un commutateur optoélectronique
This thesis presents a theoretical study and the realization of an original optoelectronic switch allowing steeper electrical switching than those obtained with a classical deviee. The electrical switching takes advantage of the optical excitation (at 1. 064 μm) of a guided mode in a thin semiconductor film used as a nonlinear waveguide. This guide is made of an epitaxial silicon layer grown on a sapphire substrate, coupling occuring owing to a diffraction grating. Classical optoelectronic deviees are described and the main properties of silicon on sapphire are presented and more particularly the origins of the optical non linearity. A theoretical study of optical guided modes is made in the case of low damping or coupling with a prism or diffraction grating. The realization of the device is described : etching a diffraction grating with 0. 33 > μm groove spacing, on silicon perfecting a process to increase the silicon carrier lifetime, microstrip electrode deposition, and also checking steps like : ellipsometric measurements of thin film thickness, measurements of free carrier lifetime, observations with SEM of grating profiles. A linear study of this deviee has been performed on the TE polarization to determine the electric and optical characteristics of the device. To carry out the nonlinear study, 20 ns duration light pulses from a Q-switched Nd:YAG laser have been used. Observation on the electrical signal of a switching-up front demonstrates the capabilities of the studied optoelectronic switch to work as threshold switch

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Szlabowicz, Wojciech. "Contribution au dimensionnement et à la réalisation d'actionneur piézoélectrique à rotation de mode fort couple pour applications aéronautiques." Toulouse, INPT, 2006. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000337/.

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Abstract:

La présente recherche s’inscrit dans le cadre de travaux sur les Commandes de Vol de Futur (marché COVAN) de la société AIRBUS France. Si l’intérêt potentiel des moteurs piézoélectriques dans les applications avions de fortes puissance a été précédemment démontré, l’objectif général de l’étude est maintenant de concrétiser sur le plan applicatif l’introduction de cette technologie. L'étude porte donc sur la conception, la réalisation et la caractérisation d'un actionneur piézoélectrique à rotation de mode à double rotor, ainsi que de son alimentation électronique dédiée, en vue d'une application pour Trim de palonnier. Les performances obtenues montrent l'intérêt de cette solution technologique vis-à-vis du couple massique obtenu d'environ 8 N. M/kg très prisé pour les applications embarquées
Present research deals with the aim of work on the Future of Flight Control (Market COVAN) of the AIRBUS France company. If the potential interest of the piezoelectric motors in the high power aeronautic applications were previously shown, the general objective of the study is now to concretize in an operationg actuator the introduction of this technology. The study deals to the design, the realization and the characterization of a rotating-mode piezoelectric actuator with a double rotor, dedicated electronic power supply, with aim to the Trim application. The performances obtained show the interest of this technological solution because of the torque/mass ratio obtained approximately in the range 8 N. M/kg, witch is a very interesting parameter in the field of the embedded applications

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Almustafa, Mohamad. "Modélisation des micro-plasmas, conception des circuits micro-ondes, Coupleur Directionnel Hybride pour Mesures et des applications en Télécommunication." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2013. http://oatao.univ-toulouse.fr/14170/1/almustafa.pdf.

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Abstract:

L'intégration des nouveaux éléments basés sur la physique des plasmas dans le domaine des circuits et des systèmes micro-ondes est l'objectif de ce travail. En profitant des caractéristiques électromagnétiques des plasmas et en jouant sur leur architecture, on développe des micro-commutateurs micro-ondes et d'autres circuits radio et hyperfréquences en technologies microrubans ou en guide d'onde… La simulation de la propagation des ondes électromagnétiques dans un plasma et les études de l'interaction entre un plasma et les ondes électromagnétiques nécessite la connaissance des paramètres fondamentaux du plasma comme la permittivité. C'est pour cela qu'on étudie aussi les mesures plasmas par différents techniques comme la transmission/réflexion des ondes électromagnétiques, la perturbation des cavités résonnantes, ... Un schéma électrique équivalent modélisant un micro-commutateur hyperfréquence en plasma, est obtenu grâce aux mesures des courants de décharge électrique, à la rétro-simulation et aux techniques de modélisation numérique. Un coupleur directif hybride compact est utilisé pour les mesures plasmas en assurant la protection du matériel et de l'équipement de mesure des signaux d'un plasma.

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Khezzar, Abdelmalek. "Filtrage actif du couple de machines électriques de forte puissance." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1997. http://www.theses.fr/1997INPL135N.

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Abstract:

L’interaction des harmoniques de courants avec les f. E. M. De la machine est la cause principale de l'existence des composantes pulsatoires dans le couple électromagnétique. Dans le domaine des fortes puissances, il est difficile de faire appel à des techniques de modulation sans avoir recours à des solutions couteuses. À partir du rappel des caractéristiques des principales associations convertisseur-machine de fortes puissances, on a montré qu'il était difficile d'obtenir des ondulations inferieures en valeur relative à 10 %. Pour cela, on a proposé de considérer séparément le problème de l'alimentation de celui de la pollution harmonique à l'entrée de la machine. On associe pour cela avec le convertisseur d'alimentation un filtre actif, dont le rôle est de supprimer les imperfections de l'alimentation et d'assurer la qualité du couple. Une étude de principe des différentes possibilités d'associations convertisseur d'alimentation-filtre actif a été d'abord présentée. De cette étude les notions importantes quant aux possibilités de filtrage actif des ondulations de couple ont été établies et ont montré l'intérêt du filtrage en tension du courant issu d'un commutateur de courant. La machine double étoile alimentée en courant possède l'avantage d'éliminer les harmoniques de couple de rang 6k avec k impair et offre des possibilités intéressantes de redondance. Ceci a permis d'optimiser le dimensionnement et l'utilisation du filtre actif. Enfin, la subdivision des harmoniques de courant en termes actifs et réactifs a conduit à un gain important au niveau du dimensionnement du filtre actif.

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Charria, Guillaume. "Influence des ondes de Rossby sur le système biogéochimique de l'Océan Atlantique Nord : utilisation des données couleur de l'eau et d'un modèle couplé physique/biogéochimie." Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30268.

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Abstract:

Même si l'océan ne représente que moins de 1% de la biomasse liée aux plantes sur la terre, il est responsable de près de la moitié de la photosynthèse nette de la biosphère. Cette biomasse est par conséquent un élément essentiel dans la régulation du climat à travers par exemple le cycle océanique du carbone. Il est donc nécessaire d'estimer correctement cette biomasse ainsi que les processus qui l'affectent. A l'aide de données satellites altimétriques et couleur de l'eau et d'un modèle couplé physique/biogéochimie (MERCATOR-OPA / NPZDDON), les ondes de Rossby et leur influence sur cette biomasse sont spécifiquement étudiées dans l'océan Atlantique Nord. Leurs propriétés et leur influence sur les concentrations en chlorophylle de surface sont analysées. Au travers des mécanismes mis en jeu identifiés, nous estimons que ces ondes peuvent entraîner une augmentation locale comprise entre 60% et 150% de la production primaire estimée
The marine phytoplankton in the ocean represents only less than 1% of global biomass. Phytoplankton performs half of all photosynthesis. This autotrophic biomass in ocean is then an essential element in the climate regulation through processes as carbon dioxide absorption during the photosynthesis. Therefore, we need to estimate precisely this biomass as well as the processes which affect it. Using remotely sensed data (altimetry and ocean colour) and a coupled physical/biogeochemical model (MERCATOR-OPA/NPZDDON), Rossby waves and their influence on phytoplankton biomass are specifically studied in the North Atlantic Ocean. Their features and their influences on surface chlorophyll concentrations were analysed. Through the different mechanisms identified, we estimated that these waves can induce local increases from 60% to 150% of the estimated primary production

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Kuszelewicz, Reuven. "Étude de dispositifs optiques bistables utilisant des lasers à fort gain couplés en intensité : aspects théoriques et expérimentaux." Paris 11, 1986. http://www.theses.fr/1986PA112009.

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Abstract:

Nous étudions dans ce mémoire, un ensemble de dispositifs conçus à partir d'un nouveau type de bistabilité reposant sur le couplage mutuel sans cohérence de deux cavités lasers à fort gain. L'effet bistable est réalisé par compétition entre les lasers, en injectant l'émission de l'un des lasers dans le milieu actif du second et réciproquement. L'analyse de l'influence des rétrocouplages passifs et de l'origine des cohérences par mélange à quatre ondes permet de dégager trois méthodes susceptibles de promouvoir un couplage non cohérent: désalignement angulaire, polarisations orthogonales et décalage spectral des faisceaux. Une modélisation reposant sur des hypothèses de champ moyen est développée sur lasers à semiconducteurs. Des temps de commutation de 100 ps pour des énergies d'environ 6. 5 pJ sont calculés. Une démonstration expérimentale sur un montage macroscopique utilisant des lasers à rhodamine 6G met en évidence des durées de commutation inférieures à 700 ps (1). Une étude des conditions de réalisation de dépôts anti-reflet efficaces (R≤10-3) complète la réalisation d'un dispositif expérimental d'investigation utilisant des lasers InGaAsP ( λ = 1. 3 μm) en cavité externe. Les résultats enregistrés laissent espérer la réalisation de dispositifs compacts reposant sur l'emploi de structures monolithiques sur un substrat unique
In this thesis we have studied a set of deviees resulting from a novel type of bistability. The principle relies upon non coherent mutual coupling between twin-laser symmetrical cavities with high gain. The bistable effect is achieved by competition between lasers. The light emission of one of them is injected into the active medium of the second one and vice-versa. Passive backward coupling influences and coherent coupling through four-wave mixing are analysed. This leads to three experimental configurations for non coherent coupling acheivement angular misalignement, orthogonal polarization and wavelength shifting. A theoretical model based on mean field and slowly varying enveloppe approximations is developped with semiconductor laser materials. Switching times of 100 ps for 6. 5 pJ energy are predicted. A demonstration using Rhodamine 6 G dye lasers leads to switching times shorter than 700 ps. The conditions necessary to reach high quality antireflection coatings (R≤10-3) are investigated in order to realize an experimental set-up with InGaAsP lasers (λ = 1,3 μm) in external grating cavities. The observed results give great hope for realizing compact devices with monolithic structures on a single substrate

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Collet, Martin. "Dynamique d’ondes de spin dans des microstructures à base de films de YIG ultra-minces : vers des dispositifs magnoniques radiofréquences." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS539/document.

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Abstract:

Cette thèse porte sur l’étude de la génération, la propagation et la détection d’ondes de spin dans des nanostructures et microstructures élaborées à partir de couches ultra-minces (quelques nanomètres d’épaisseur) de Y₃Fe₅O₁₂ (YIG). Ce travail se trouve à l’interface entre deux thématiques du magnétisme : la magnonique et la spintronique. Grâce aux effets spin-orbite dans des microstrutures YIG|Pt, il a été possible d’étudier et de manipuler la dynamique d’aimantation du YIG, un matériau utilisé de longues dates sous forme de films épais ou billes pour ses très faibles pertes magnétiques. Ce travail ouvre la voie au développement de circuits magnoniques submicroniques soit pour le traitement des signaux hyperfréquences pour les applications télécom soit pour la réalisation de circuits logiques dans la perspective du remplacement de la technologie CMOS (beyond-CMOS). Ce travail repose sur une expertise dans la croissance de films de YIG développée au laboratoire. Les couches ultra-minces de YIG ont été élaborées par ablation laser pulsée. Pour les meilleurs films ayant une épaisseur de 20 nm, la constante d’amortissement de Gilbert caractérisant les pertes des films, estimée par résonance ferromagnétique, est typiquement de α=3x10⁻ 4. Cette avancée cruciale sur l’aspect matériau a ouvert au début de ma thèse un champ de possibilités pour la réalisation et l’étude de dispositifs magnoniques. En effet, la diminution des épaisseurs a permis d’ouvrir le YIG au domaine de la micro/nanofabrication, levant ainsi un verrou technologique vieux de plusieurs décennies. Nous avons donc pu montrer par des mesures inductives et optiques que la propagation d’ondes de spin dans des guides d’onde de YIG de 20 nm d’épaisseur pouvait être faite sur plusieurs dizaines de microns. Prouvant que la structuration des films de YIG n’altère pas la propagation des ondes de spin ouvrant la voie vers la réalisation de circuits magnoniques plus complexes. En structurant ces films de YIG pour obtenir des cristaux magnoniques, il est possible de générer une modulation spatiale du potentiel vu par les ondes de spin, se traduisant par l’apparition de bande interdite (ou gap) dans la transmittance de fréquences. L’étude de la propagation des ondes de spin dans un cristal a montré l’apparition d’un gap par des mesures BLS, accompagnée par une augmentation de l’atténuation pour la longueur d’onde de Bragg. Pour la première fois dans des films ultra-minces de YIG, ce gap montre la possibilité de réaliser une fonctionnalité de filtrage fréquentiel. La preuve de concept a été validée pour un cristal magnonique adapté pour l’intégration à des dispositifs magnoniques. Afin de manipuler et exciter la dynamique d’aimantation du YIG, nous avons dans une deuxième partie réalisée des microstructures à base de bicouche YIG|Pt. L’injection d’un courant électrique dans le Pt donne naissance, grâce à l’effet Hall de spin, à une accumulation de spin qui se couple à l’interface avec l’aimantation du YIG et permet ainsi d’exercer un couple de transfert de spin (STT) et de générer une dynamique d’aimantation du YIG. Nous avons mis en évidence la modulation d’un facteur cinq de la longueur d’atténuation des ondes de spin se propageant dans une piste YIG|Pt grâce à l’amplification des ondes de spin par STT. Ce contrôle efficace de l’atténuation s’avère très intéressant pour le transport d’information porté par les ondes de spin, afin d’amplifier ou supprimer les ondes de spin et donc sélectionner l’information transmise. Par ailleurs, au-delà d’un courant critique d’injection, nous avons pu observer des auto-oscillations de l’aimantation du YIG à la fois dans des plots ou des pistes. Ce résultat confirme la possibilité d’exciter électriquement la dynamique d’aimantation du YIG par STT. Une étude rigoureuse de ce régime a été effectuée dans des microdisques YIG|Pt pour déterminer le comportement des auto-oscillations et imager les modes d’ondes de spin excités dans le YIG
The aim of this thesis is to study the generation, propagation and detection of spin waves in nanostructures and microstrutures based on ultrathin (a few nanometers thickness) Y₃Fe₅O₁₂ (YIG) films. This work is at the interface between two fields of magnetism: magnonics and spintronics. Thanks to spin-orbit effects in YIG|Pt microstructures, it has been possible to study and manipulate YIG magnetization dynamic, a material known and used for a long time as thick films or spheres due to its very low magnetic losses. This work opens the path towards the development of submicronic magnonic circuits either for processing radiofrequency signals of for the realization of spin waves logic devices for a future beyond-CMOS technology. Prior to the present work, a significant efforts have been made in the lab to grow epitaxial nanometer thick YIG films by pulsed laser deposition (PLD). It was possible to reduce the film thickness down to a few nanometers while preserving excellent magnetic properties. For the best YIG films having a thickness of 20 nm, ferromagnetic resonance measurements yield a Gilbert magnetic damping of α=3x10⁻ 4 . This value is comparable to micrometer thick YIG films grown by liquid phase epitaxy (LPE). This important step forward on the material aspect opened new possibilities for the realization of magnonic devices that can have a large impact on the ICT industry. Indeed, microfabrication of YIG is now possible thanks to the advent of high quality nanometer thick YIG films. Thus, we have observed the propagation of spin waves in 20-nm thick, 2.5 µm wide YIG waveguides over large distances using inductive and optical detection. Spin-wave propagation characteristics are not affected by microstructuration opening the path to the reliable design of complex magnonic circuits.By structuring YIG films to obtain magnonic crystals, it is possible to generate spatial modulation of the potential seen by spin waves, resulting in the appearance of gaps in the transmittance in frequency. To do so, magnonic crystals implemented in form of microscopic waveguides whose width is periodically varied, were fabricated. The study of spin-wave propagation showed the appearance of a gap accompanied by an increase of the spin-wave attenuation length due to Bragg reflection. For the first time in ultrathin YIG films, this gap shows the possibility to realize radiofrequency filtering. In order to manipulate and excite YIG magnetization dynamics, we have designed YIG|Pt microstructures either stripes or microdisks. Thanks to the spin Hall effect, an electrical current passing in Pt generates a transverse spin accumulation coupled at the interface to the YIG’s magnetization making it possible to exert spin transfer torque (STT). We have highlighted an efficient modulation, by a factor of five, of the spin-wave attenuation length. This control on the decay constant proves to be very interesting for the transport of information using spin waves as data carriers, in order to be able to amplify or suppress spin waves and to select transmitted information. In addition, beyond a critical current, we have induced auto-oscillations of YIG magnetization, either in stripes of microdisks, confirming the possibility to electrically excite YIG magnetization dynamics using STT. A rigorous study of this nonlinear regime has been carried out in YIG|Pt microdisks to determine auto-oscillations behavior and to observe directly dynamic modes excited in YIG

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Kane, Mamadou. "Modeles analytiques originaux pour la determination des parametres lineiques des lignes et cables multifilaires parcourus par des signaux large bande." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1994. http://www.theses.fr/1994ECDL0029.

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Abstract:

La présence d'ondes électromagnetiques perturbatrices au voisinage des lignes et cables peut occasionner une altération des signaux émis et quelques fois la destruction des appareils connectés aux extremités. Pour prévoir les niveaux des signaux parasites et dans le but de les reduire, il est important d'envisager une modélisation fine des structures filaires et ceci avec un temps de calcul acceptable. Pour y repondre, des modèles analytiques de simulation plus ou moins detaillés ont été mis au point. Nous verrons tout au long du chapitre I que les modèles existants n'envisagent pas, dans des configurations générales, la prise en compte de la proximité des conducteurs les uns par rapport aux autres. Ceci pose un sérieux problème alors que l'on assiste de plus en plus à un besoin soutenu d'intégration des circuits et systèmes. Notre travail s'inscrit dans la correction de ces défauts et propose des modèles de type circuit caractérisant les lignes et cables blindés en tenant compte des effets de peau et de proximité intervenant dans les milieux conducteurs. Les hypothèses quasi-tem sont adoptées et des matrices d'impédances et d'admittances des structures filaires sont determinées sur une large gamme de fréquences (fréquences pour lesquelles les courants de déplacements dans les conducteurs restent négligeables). Après une analyse critique des méthodes et modèles existant dans le chapitre I, nous proposons dans le chapitre II un modèle original de calcul des paramètres des lignes multifilaires (avec effets de peau et de proximité). Enfin, le chapitre III propose un modèle de détermination des paramètres des cables multifilaires blindés. Les modèles proposés sont de type circuits équivalents et sont valides par des méthodes utilisant la technique des éléments finis ou par une comparaison avec des mesures, sur une gamme de fréquences allant de 0 a 10 mhz
The coupling of incident fields (plan wave, lightning stroke, nuclear electromagnetic pulse, current injection,. . . ) with lines or cables gives rise to over voltage which can damage electrical and electronic apparatus connected at the ends of these lines or cables. Accurate line or cable models are needed to solve these problems. Most of existing models suppose losseless lines or take account only of the skin effects in conductors. Nowadays most of electrical and electronic systems are very integrated, so the skin and the proximity effects cannot be neglected. The analytical modelling of shielded or unshielded multiwire telecommunication and power cables proposed in this PhD report involved the calculation of cable parameters in a frequency range covering (o Hz, 10 MHz). These calculations include the skin and the proximity effects considerations in conducting materials. In chapter I we point out the weakness of the existing models. A new multiwire closely line parameters is proposed in the chapter II. In the chapter III, a new multiwire shielded cable primary parameters is given

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Meyer, Virgile. "Réduction des amplitudes d’une onde acoustique convectée par un flux dans un guide aux parois vibrantes." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066670.

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Abstract:

Une onde acoustique plane propagée dans un guide couplée à des parois vibrantes, siège d'ondes transversale ou de flexion, donne un ensemble d'ondes dans le fluide et dans la structure. Les ondes dans le fluide sont évanescentes, propagatives, ou encore propagatives avec un amortissement. Il n'est pas besoin que l'ensemble soit dissipatif pour en arriver là car les résultats proviennent d'interférences destructives on constructives. Un amortissement dans la structure donne un système cette fois-ci dissipatif et ajoute ses effets à la dissipation mais pas de façon classique puisqu'il s'agit ici d'ondes couplées acoustique/structure. En présence d'un flux stationnaire et uniforme la capacité d'une paroi vibrante à produire de l'atténuation acoustique se réduit. Les opérateurs en jeu, les méthodes pour les résoudre dont celle des éléments finis donnent accès à des prédictions. Elles sont confrontées à des résultats expérimentaux. Sans écoulement, les prédictions font sens. En revanche, avec écoulement, il n'en est pas de même et le mémoire tentera d'analyser les raisons. En conclusion technologique, une atténuation d'une quinzaine de décibels en moyenne sur une gamme de fréquences de quelques centaines de Hz centrées dans les médiums (500Hz) est envisageable avec une paroi mince qui n'encombre pas le guide
A plane acoustic wave propagated in a duct some walls of which are vibrating due to transversal or flexural waves gives rise to a set of various waves within the fluid and the structure. Within the fluid, the waves are evanescent, propagatives or propagatives with decreasing amplitudes. There is no need for the global operator to be dissipative for such a result since it is arising from destructive or constructive interferences. When the structural damping exists, as in the real life, it adds its effect to the coupling but not in a classical way as coupled acoustic/structure waves are at play rather than pure acoustic or structural waves. Now in presence of a convection of the fluid that bears the acoustic wave (a stationary and uniform flow), the attenuation is reduced sligtly at the very low Mach numbers, and significantly at higher Mach numbers. As far as technological conclusions are sought, an averaged acoustic attenuation of around fifteen dB in a frequency range of some hundreds Hz centered at 500Hz can be obtained with this system very light and needing almost no room

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Dissertations / Theses on the topic 'Ondes couplées'

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