Academic literature on the topic 'Résistance à la traction – Modèles mathématiques'

Après avoir brossé un tableau des connaissances actuelles sur les sources de contamination et les voies de transmission des Encéphalopathies Spongiformes Transmissibles (EST), l’article présente l’éventail des travaux réalisés à l’INRA sur la résistance de l’agent pathogène dans le milieu extérieur, les sources d’infection, les voies de transmission et la dynamique de la maladie dans les populations animales, en matière de tremblante et d’Encéphalopathie Spongiforme Bovine (ESB). Ces travaux sont menés en collaboration avec de nombreuses équipes nationales et internationales, à travers des projets scientifiques nationaux et européens. Trois approches complémentaires sont poursuivies. Des travaux expérimentaux portent sur la rémanence et la dispersion de la protéine prion dans le sol, ainsi que sur le rôle possible des nématodes parasites dans la contamination des animaux. Des études épidémiologiques de terrain sont conduites pour analyser les facteurs de transmission de la tremblante, relatifs aux rongeurs, acariens du foin, parasites, pratiques d’élevage au sens large et voisinage, et de l’ESB, focalisées sur le rôle de l’alimentation. Enfin, divers modèles mathématiques basés sur les données de terrain permettent de simuler le devenir à long terme des épidémies de tremblante et d’ESB selon différents scénarii, ou de tester certaines hypothèses biologiques quant aux sources de contamination. Les encadrés apportent des éclairages et des résultats sur plusieurs de ces études.

La construction de type commercial connait un nouvel engouement pour l’utilisation du bois comme matériau constituant la structure principale. Le développement de produits d’ingénierie tels le bois lamellé-collé et le bois lamellé-croisé (CLT) contribue de façon significative à cet essor. Ces produits permettent d’atteindre de nouvelles limites dans la réalisation de projets en bois. Toutefois, certains éléments empêchent la pleine réalisation de projets en panneaux CLT, notamment en ce qui concerne les assemblages. D’une part, les équations actuelles, permettant de déterminer la résistance en arrachement et en enfoncement dans le bois d’œuvre et dans le bois lamellé-collé, présentent certaines lacunes. D’autre part, aucune méthode n’est à l’heure actuelle présente dans l’édition 2009 de la norme canadienne sur les règles de calcul des charpentes en bois CSA O86-09 (2009) pour le calcul de la résistance à l’enfoncement et à l’arrachement du bois lamellé-croisé. Trois objectifs ont donc été établis dans le cadre du présent projet de recherche: -Développer une équation permettant de prédire la résistance à l’arrachement des connecteurs filetés dans le bois d’œuvre et lamellé-collé; -Évaluer la performance des équations décrivant la résistance à l’enfoncement des éléments en bois d’œuvre et lamellé-collé ainsi que la pertinence des variables incluses dans ces équations; et -Développer des équations permettant de calculer la résistance à l’arrachement et à l’enfoncement de connecteurs utilisés dans les panneaux structuraux en bois lamellé-croisé. Suite aux résultats provenant d’essais réalisés sur le bois d’œuvre, lamellé-collé et lamellé-croisé à l’aide de tirefonds et de vis auto-taraudeuses, de nouvelles équations décrivant la résistance à l’arrachement et à l’enfoncement seront proposées au comité technique CSA O86. Chacune des propositions inclura une étude d’impact permettant d’évaluer l’incidence, advenant de telles modifications dans la prochaine version de la norme CSA O86.
Commercial construction has witnessed a new enthusiasm in the use of timber as primary structural material. Engineered wood products such as glued-laminated timber and cross-laminated timber (CLT) play an important part in this development. These products allow wood construction to reach new heights. However, certain gaps in knowledge need to be filled to attain the full potential of wood construction, especially with regards to connections. First, current equations for dowel embedment strength and withdrawal resistance of fasteners in sawn timber and glued-laminated timber are deficient. Secondly, no design methods are provided for dowel embedment strength or withdrawal resistance of fasteners in cross-laminated timber in the 2009 edition of Canadian standard for engineering design in wood CSA O86-09 (2009). For these reasons, the goals of the research project are established in three main objectives: -Develop a design equation for withdrawal resistance for threaded fasteners in sawn timber and glued-laminated timber; -Evaluate the performance of dowel embedment equations for sawn timber and glued-laminated timber from different international standards, and determine the influence of variables on their accuracy; -Develop equations for dowel embedment strength and withdrawal resistance of fasteners in cross-laminated timber. After the compilation of results and analysis of withdrawal and embedment tests with threaded fasteners on sawn timber, glued-laminated and cross-laminated timber, the most accurate design models for each product were proposed. Each proposal includes an impact study showing the influence of the proposed design models, in case of adoption in the next edition of the CSA O86 standard.

Cette thèse contribue à la modélisation de la variabilité spatiale de la résistance à la traction des structures en béton, à différentes échelles, et son influence sur la fissuration du béton. En particulier, une loi d'effet d'échelle et des champs aléatoires sont utilisés à l'aide de deux approches:D'une part, une approche analytique probabiliste de la méthode Weakest Linkand Localization (WL2) est proposée. Cette méthode estime la distribution de la résistance à la traction, à différentes échelles, en tenant compte des redistributions des contraintes autour du point le plus faible. Cela dépend d'une longueur d'échelle, dont l'identification est discutée. Cette longueur d'échelle explique le caractère aléatoire de la résistance à la traction du béton.D'autre part, une autre contribution de cette thèse est le développement d'une méthode Élément Fini Stochastique (EFS), utilisée pour modéliser l'effet d'échelle et la variabilité spatiale de la résistance à la traction. La méthode consiste d'abord à définir un champ aléatoire, en utilisant la résistance à la traction réduite estimée à partir de l'approche analytique de WL2. Ensuite, des réalisations de champs aléatoires autocorrélées discrétisées sont générées. En outre, le choix des paramètres d'autocorrélations, utilisés pour définir les champs aléatoires, est discuté.L'applicabilité des deux méthodes est évaluée à l'aide de différentes séries expérimentales présentant des effets d'échelle particulièrement statistique. En outre, la méthode EFS est utilisée pour compléter le modèle EF simplifié de la maquette d'enceinte à double paroi VeRCoRs (échelle 1/3). Les incertitudes sur la résistance à la traction, à cette échelle, sont modélisées à l'aide d'un champ aléatoire autocorrelé indépendant à chaque levée. La propagation des incertitudes, à l'état initial, montre sa pertinence dans l'estimation des positions de fissures
This thesis is a contribution to the modeling of the spatial variability of tensile strength of concrete structures, at different scales, and its influence on concrete cracking pattern. Particularly, a size effect law and random fields are used through two approaches:On the one hand, an analytical probabilistic approach of the Weakest Link and Localization (WL2) method is proposed. This method estimates the distribution of the tensile strength, at different scales, accounting for the stress redistributions around the weakest point.It depends on a scale length, whose identification is discussed. This scale length accounts for spatial randomness of the concrete tensile strengthOn the other hand, another contribution of this thesis is the development of a Stochastic Finite Element (SFE) method, used to model both size effect and the spatial variability of the tensile strength. The method consists first on defining a random field, using the mean tensile strength estimated from the analytical approach of WL2. Then, discretized autocorrelated random field realizations are generated. Moreover, the choice of autocorrelation parameters, used to define the random fields, is discussed.The applicability of both methods is evaluated using various experimental series exhibiting particularly statistical size effect. Furthermore, the SFE method is used to complete the simplified FE model of a 1/3 mock-up of a double-wall containment building. The uncertainties on the tensile strength, at this scale, are modeled using independent autocorrelated random field at each scale. Uncertainties propagation, at initial state, shows its pertinence in the estimation of crack positions

Les non-tissé et plus particulièrement les aiguilletés ont une structure si complexe qu'il est très difficile de prévoir leurs propriétés mécaniques. De nombreuses étude ont tenté de relier les paramètres de fabrication aux propriétés mécaniques mais n'ont généralement abouti qu'à des résultats qualitatifs ou bien quantitatifs mais restreints au produit étudié. Nous nous inscrivons dans le cadre d'une deuxième approche (lui utilise une modélisation micro-mécanique des méthodes de simulation informatique. Notre modèle est une représentation tridimensionnelle d'une nappe de nontissé où les fibres sont assimilées à des successions de cylindres extensibles, reliés entre eux par des noeuds correspondant à des points de contacts mobiles. Nous supposons que toutes les déformations sont élastiques et réversibles. Le principe général de la simulation est de déformer la structuré par petits incréments et de calculer la nouvelle configuration d'équilibre statique par un processus itératif clé relaxation, le but étant d'obtenir le rhéogramme en traction uniaxiale de la structure. Pour cela, nous ne prenons en compte que les forces de traction dans les fibre, les moments dus à la traction et la torsion et le frottement supposé statique. Pour valider notre méthode, nous l'avons confrontée à des essais réels sur de petites structures de deux ou quatre filaments. Nous obtenons une bonne correspondance entre les rhéogrammes théoriques et expérimentaux pour les faibles déformations. Dans la deuxième moitié des courbes, le modèle surestime la force exercée sur la structure, ce qui provoque une rupture prématurée. Néanmoins, la force à la rupture théorique est proche de la valeur expérimentale. Nous avons donc développé un algorithme robuste qui permettrait de bien simuler le comportement mécanique d'un non-tissé aiguilleté pour de faibles déformations. Il faudrait encore affiner le modèle pour obtenir une meilleure correspondance pour des déformations plus importantes.

Dans un contexte où l'utilisation d'un antibiotique provoque une hausse de la résistance bactérienne, ce mémoire évalue théoriquement et grâce à la simulation numérique, de quelle façon un monopoleur maximize son profit, à la suite de l'obtention d'un brevet. Du point de vue théorique, le monopoleur souhaite d'une part maximiser son profit à chaque instant et de l'autre maximiser son profit tout au long de la durée de vie de son brevet. À l'aide de la simulation numérique, la valorisation faite par le monopoleur de son antibiotique s'avère être le point central de l'analyse, de sorte que si la valorisation faite par le monopoleur est élevée, le monopoleur conserve l'efficacité de son antibiotique en diminuant la quantité produite. Dans le cas contraire, le monopoleur produira une plus grande quantité et conservera une moins grande efficacité de son antibiotique.

L’objectif de cette thèse est d’appliquer des outils de modélisation mathématique et d’estimation statistique afin d’étudier la capacité de transmission (épidémicité) des bactéries résistantes aux antibiotiques. L’épidémicité est déterminante dans la compréhension de la diffusion des bactéries résistantes en population. Néanmoins, cette quantité est difficile à mesurer de manière directe, de sorte que des modèles mathématiques de transmission ajustés à des données épidémiologiques sont requis. Dans cette thèse, les questions suivantes sont étudiées: existe-t-il une hétérogénéité dans l’épidémicité de différents sous-types d’une même espèce bactérienne ? Comment l’acquisition de la résistance aux antibiotiques affecte-t-elle l’épidémicité du pneumocoque ? Quelles sont les conséquences de l’épidémicité sur l’efficacité des mesures de contrôle en milieu hospitalier ou en communauté? Ces questions sont examinées à l'aide de modèles mathématiques, ajustés à des données épidémiologiques via des méthodes d’inférence statistique spécifiques aux modèles dynamiques. En milieu hospitalier, les travaux mettent en évidence des différences d’épidémicité dans les lignées génétiques d’Acinetobacter baumannii; ils démontrent également des limites dans l’efficacité des mesures d’isolement patient pour le contrôle des entérobactéries productrices de bêta-lactamases à spectre étendu. En communauté, les travaux indiquent des différences d’épidémicité entre les sérotypes du pneumocoque; ils appuient également l’existence d’un coût de fitness associé à l’acquisition de la résistance à la pénicilline. Ces résultats apportent de nouvelles connaissances en vue d'évaluer et d'anticiper l'effet de mesures de contrôle
This thesis aims at applying mathematical modeling and statistical estimation tools in order to study the transmission capacity (epidemicity) of antibiotic-resistant bacteria. Epidemicity is key to understanding the spread of antibiotic-resistant bacteria in populations. Yet the direct assessment of this quantity is difficult, so that mathematical models fitted to epidemiological data are required. In this thesis, we address the following questions: is there heterogeneity between subtypes of the same bacterial species? How does the acquisition of antibiotic resistance affect the epidemicity of pneumococcus? How does epidemicity impact the effectiveness of control measures within hospital settings or in the community? These questions are explored using mathematical models, fitted to epidemiological data via dynamic-model–specific statistical inference methods. Within hospital settings, our results suggest, first, differences of epidemicity between genetic lineages of Acinetobacter baumannii; they demonstrate, second, limits of patient isolation measures that aim to control extended spectrum beta-lactamase–producing Enterobacteriaceae. For pneumococcus, our results provide evidence for epidemicity differences between serotypes; they also support the existence of a fitness cost associated to the acquisition of penicillin resistance. These results provide new knowledge in order to assess and to anticipate the impact of control measures

Le soudage par point est utilisé par l’industrie automobile pour assembler des tôles minces en acier. L’accumulation des points de soudage entraîne une usure des faces actives des électrodes surtout dans le cas du soudage de tôles galvanisées à haute limite d’élasticité. Cette étude, expérimentale et numérique, porte sur la compréhension des mécanismes de dégradation des électrodes en CuCr1Zr, avec une attention particulière portée à l’influence de l’adoucissement lié à l’état de précipitation du matériau. Le comportement thermomécanique de l’alliage et ses propriétés thermo-physiques ont été caractérisés dans différents états microstructuraux. Des essais de soudage par point instrumentés, sur tôles nues et revêtues, ont permis de préciser le rôle de l’adoucissement dans la dégradation des électrodes. Ces essais fournissent par ailleurs des données pour valider les simulations numériques réalisées avec le code SYSWELD®. Un modèle couplé électro-thermo-métallurgique permet une simulation correcte du champ de températures dans les électrodes et d’évaluer la contribution respective des paramètres de soudage et des conditions aux limites qui influencent l’adoucissement. Un second modèle électro-thermo-métallurgique-mécanique, intégrant une loi de comportement élastoviscoplastique avec une variable de vieillissement, permet de calculer la déformation de l'électrode au cours d'une dizaine de cycles de soudage. Même si le nombre de points simulés est insuffisant, les premiers résultats sont très satisfaisants en thermique et encourageants pour la mécanique
Xxx

La croissance du trafic ferroviaire prévue dans les années à venir pousse les acteurs du système d'électrification ferroviaire à chercher des solutions innovantes leur permettant d'assurer la consommation d’énergie qui y est liée. Une des solutions concerne l'intégration de moyens de production décentralisés et des systèmes de stockage d'énergie dans les installations fixes de traction électrique (IFTE). Dans cette évolution, la thèse vise à contribuer à la conception d'un outil de dimensionnement et de gestion énergétique intelligente des IFTE hybrides (IFTEH). La première partie décrit une méthodologie de conception technico-économique d’IFTEH. A partir d'une architecture générique d'IFTEH, une démarche d'optimisation sur cycle des variables dimensionnelles, mais également des variables de commandes du système de pilotage est proposée. La modélisation en flux d'énergie de l'IFTEH permet ensuite d’appliquer la méthodologie d’optimisation sur un cas d’étude et de comparer plusieurs scénarios d’optimisation. Après le dimensionnement de l'IFTEH, une méthodologie de gestion énergétique est développée afin de répondre aux objectifs énergétiques, économiques et environnementales, à différents horizons temporels de supervision d'IFTEH. Plusieurs scénarios de gestion sont évalués en simulation à travers des indicateurs de performance représentatifs des gains du système. Une étude d’optimisation des paramètres de supervision apporte des réponses concernant l’influence du dimensionnement du système sur la gestion énergétique. Enfin, la robustesse de la supervision énergétique d’IFTEH est analysée lors de la validation expérimentale à l’échelle de puissance du laboratoire
In railway traffic increasing and electricity market liberalization context, railway actors are determined to consider innovative solutions to handle the increasing energy demand for electrical traction. One of the solution concerns the integration of decentralized production and energy storage systems in the railway power substations (RPS). The present research work aims to contribute to the design of a sizing and intelligent energy management tool for the hybrid RPS (HRPS). In the first part of the dissertation, a methodology for the techno-economical design of the HRPS is described. From a HRPS generic architecture, an optimization approach is proposed by considering cycles of dimensional and system control variables. Furthermore, an energy flow model permits to apply the optimization methodology on a study case and to compare different optimization scenarios in order to analyze the sizing and optimal planning of electrical sources and loads for a typical day. After sizing the HRPS, an energy management methodology is developed in order to achieve energy, economic and environmental objectives at different time levels of HRPS supervision. Several energy management scenarios are evaluated in simulation through adapted system gain indicators. An optimization study of the supervision parameters provides additional answers concerning the influence of the system design on its management strategy. Eventually, the HRPS energy management robustness is analyzed during an experimental setup phase at laboratory power scale

Cette etude porte sur la conception et la realisation d'un modele de calcul pour la determination de la resistance ultime des poteaux en beton arme soumis a une elevation de temperature provoquee par un chargement d'origine climatique ou par un incendie (defini ici par la courbe standard iso 834). Le modele thermique utilise le logiciel de calcul aux elements finis cesar lcpc. Le modele mecanique est fonde sur une discretisation du poteau en macro-elements multi-fibres. Couple au modele thermique, ce modele permet un calcul rapide et precis de la resistance ultime d'un poteau expose a un chargement thermique quelconque. Cette etude presente aussi une methode d'estimation de la fiabilite des poteaux en beton arme dimensionnes pour rester stables au feu pendant un temps t#f donne. Elle est basee sur la technique des simulations de monte carlo. Elle prend non seulement en compte l'evolution des caracteristiques thermo-physiques et mecaniques des materiaux en fonction de la temperature, mais aussi celle de leurs distributions statistiques, elles memes dependantes de la temperature. Il apparait que la fiabilite des poteaux dimensionnes selon les regles fb 87 varie fortement suivant la duree t#f de stabilite au feu exigee, le pourcentage d'armatures et l'elancement. Une proposition est faite pour attenuer ces variations.

Les machines électriques tournantes occupent une place prépondérante dans tous les secteurs industriels. Les machines synchrones à aimants permanents sont de plus en plus utilisées grâce à leur puissance massique élevée et en raison de la baisse du prix des aimants. Néanmoins, celles-ci subissent au cours de leur durée de vie un certain nombre de sollicitations externes ou internes qui peuvent les rendre défaillantes. C'est pourquoi le monde industriel est fortement intéressé par un ensemble de techniques permettant de déterminer l'état de santé de ces machines. La modélisation des machines synchrones pour la simulation de défauts statoriques s'insère dans ce contexte
Rotating electrical machines play a very important role in the world's industry. Among them, the permanent magnet synchronous machines are more and more used because of their high power to weight ratio, their great efficiency and the recent affordability of magnet materials. Permanent magnet synchronous machines are also more and more envisaged in high power applications ( railway applications for instance). In this context, these machines can be submitted to external and internal stresses, and degradation can occur in their electrical and mechanical parts. This is why industry is interested in adopting monitoring and diagnosis techniques to assess and evaluate condition of these machines. The modelling of surface-mounted permanent magnet synchronous machines with stator faults takes place in this context

L'objectif premier des travaux thèse est de réduire la consommation d'essence d’un véhicule hybride parallèle en réponse à une requête du conducteur. Après modélisation des transferts énergétiques au sein du véhicule, des algorithmes de contrôle locaux ont été développés pour déterminer le rapport de boîte et la répartition optimale de couple entre les motorisations en minimisant un critère incluant les aspects de consommation et d'agrément de conduite. Un second point consiste à déterminer les comportements optimaux d'un véhicule sur un trajet connu a priori. Une optimisation globale permettant de déterminer la consommation minimale a été développée. L'analyse des résultats permet alors, avec un système de navigation, d’améliorer les algorithmes locaux pour mieux gérer les changements de rapport et le niveau de charge de la batterie. Pour valider cette approche, des tests de prototypage rapide et des test sur véhicule ont été réalisés
The main aim of the study is to determine the minimal fuel consumption of a parallel hybrid vehicle that fulfill the driver's request. First, a model representing the energy flows inside the vehicle was set. Then local control algorithms were developed to determine the optimal gear ratio and torque repartition between the motors by minimizing a criterion including consumption and driveability aspects. A second point of the thesis consists in extracting the optimal behavior of the car on a planned trip. A global optimization that computes the minimal consumption on the planned trip was developed. Considering a vehicle with a navigation system, the analysis of the results allows to improve the gear ratio and the battery charging management of the local algorithms. Fast prototyping tests and vehicle tests were made to validate this approach