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Dissertations / Theses on the topic 'Systeme solaire'
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1
Guan, Yuan Yong. "Photochimie expérimentale en orbite terrestre et en laboratoire appliquée à la chimie organique dans le système solaire." Thesis, Paris Est, 2010. http://www.theses.fr/2010PEST1064.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre des recherches sur la chimie prébiotique. Il est étroitement lié avec les trois expériences d'exposition en orbite terrestre UVolution, AMINO, PROCESS du projet EXPOSE. Il a pour objet d'étudier la photostabilité et la photochimie de molécules organiques dans un contexte exobiologique. Ces expériences consistent à exposer des molécules en phase solides ou des mélanges gazeux concernant l'étude des comètes (dans le cadre de la préparation à l'interprétation des résultats de la mission ROSETTA), la chimie organique de Titan (mission CASSINI-HUYGENS), ou encore la chimie organique dans l'environnement martien (futures missions in situ). Les analyses en spectrométrie infrarouge et en chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse, sur les échantillons de retour de l'expérience UVolution (14-26/09/2007) sont comparées avec des simulations expérimentales menées parallèlement en laboratoire. De nouvelles données sur la photostabilité de composés organiques dans les environnements extraterrestres ont ainsi pu être mesurées. Les temps de demi-vie à une distance du soleil de 1 UA varient entre quelques jours et quelques dizaines de jours pour les plus photorésistants (ex. adénine, guanine, hypoxanthine). Pour les composés photolysés dans le domaine VUV, à partir de 120 nm (simulant la photochimie des comètes et la surface des petits corps, ainsi que la haute atmosphère de Titan), les temps de vie mesurés en orbite sont très différents de ceux calculés à partir des expériences de laboratoire. Ces résultats nous confirment qu'il est difficile de simuler en laboratoire le spectre solaire dans ce domaine de longueurs d'ondes.Par contre, pour les composés photolysés dans une gamme de longueur d'onde moins énergétique (>190 nm, simulant la photochimie à la surface de Mars), les résultats des mesures en orbite et en laboratoire sont relativement cohérents. Il est aussi montré, que la présence d'analogues de sol martien augmente la vitesse de photodestruction de certaines molécules (acide phtalique et acide amino isobutyrique). Pour ce qui concerne l'analyse de la phase gazeuse, des analyses chromatographiques ont mis en évidence la formation de petits hydrocarbures (C2H6, C2H4) dans les cellules contenant du méthane (mélangé avec de l'azote ou de l'argon pour simuler la chimie du méthane dans l'atmosphère de Titan). Ces composés ont aussi été produits par des échantillons de tholins (analogue des aérosols de Titan). Ces résultats sont discutés, et mettent en avant la nécessité de réaliser des expériences en orbite de plus longue durée, où l'évolution des échantillons est mesurée en continue. Il apparait aussi clairement que les mesures de laboratoires effectuées dans le domaine VUV doivent être extrapolées avec précaution aux différents environnements qu'elles sont sensées simulerPas de résumé en anglais
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ROSSI, ALESSANDRO. "Debris naturels et artificiels autour des corps du systeme solaire." Paris 7, 1999. http://www.theses.fr/1999PA077221.
Full textAbstract:
La premiere partie de la these concerne l'etude des mission spatiales vers les asteroides en particulier vers les asteroides proche de la terre (neas). Apres une description de la faisabilite de ces missions, une emphase particuliere est donne a l'etude de la possible existence de debris en orbite autour de ces corps. Pour realiser ces recherches, un modele pour calculer le potentiel gravitationnel d'un polyedre de n'importe quelle forme, et pour integrer numeriquement des orbites autour du corps, a ete etudie et codifie. Avec ce modele, les zones de stabilite autour des asteroides cibles de la mission rosetta sont etudiees, encore pour verifier la possibilite de l'existence de debris en orbite. Ces zones sont decrites en detail et des indications sont donnees pour un passage proche plus sur pour la sonde. En plus le modele est utilise pour l'etude de la stabilite dynamique des systemes asteroidales binaires observes. Pour un d'eux (1994 aw1), nous avons donnee une description plus precise du systeme en restreindant le domaine d'incertitude des parametres du systeme derives par les courbes de lumiere. Dans la deuxieme partie de la these le foyer est deplace vers l'orbite terrestre et maintenant les debris artificiels qui polluent l'espace pres de la terre sont etudies. Je donne un cadre general des hasards poses a les missions spatiales par les debris, au moyen d'un nouveau modele pour calculer et visualiser le risque d'impact. Ensuite l'evolution a longue terme de la population globale des debris est etudiee par des modeles mathematiques, en tenant compte de tous les principaux processus de source et de puits qui reglent la marche de la croissance des debris. Enfin les consequences d'une fragmentation d'un satellite partie d'une constellation, en orbite terrestre bas avec haut inclinaison, sont analysees. Il est demontre comme la dynamique du systeme porte a des hasards a moyen terme pour les autres membres de la constellation.
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Fouchet, Thierry. "Physico-chimie de l'atmosphère jovienne à partir de l'analyse des données du satellite infrarouge ISO." Paris 6, 2000. http://www.theses.fr/2000PA066169.
Full text
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Baleynaud, Jean-Michel. "Contribution a la modelisation de l'habitat solaire passif : validation et etude de facteurs de sensibilite." Toulouse 3, 1987. http://www.theses.fr/1987TOU30052.
Full textAbstract:
Description de la methode de modelisation et du contexte experimental servant de support a la validation du modele. Celle-ci est realisee en comparant les evolutions thermiques de la temperature de l'air et de surface dans les locaux de la cellule experimentale, avec les calculs theoriques effectues sur ordinateur
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Lécluse, Christine. "Fractionnement isotopique des elements legers au cours de la formation du systeme solaire." Paris 7, 1993. http://www.theses.fr/1993PA077177.
Full textAbstract:
Le systeme solaire s'est forme par effrondrement gravitationnel d'un nuage interstellaire, ce qui conduit a des fractionnements chimiques et isotopiques. Nous avons etudie deux problemes lies au fractionnement isotopique de l'hydrogene et un probleme lie au carbone: 1) nous avons mesure les vitesses d'echange isotopique entre h2 et h20 en laboratoire et nous avons conclu que l'enrichissement en deuterium de l'eau du systeme solaire est du a un echange isotopique additionne d'un fractionnement entre la vapeur d'eau et la glace dans la nebuleuse protosolaire. 2) nous avons mesure les vitesses d'echange isotopique entre ch4 et h2, et nous les avons extrapolees aux atmospheres des planetes geantes. Nous avons conclu que le rapport d/h du h2 atmospherique de ces planetes est proche de celui de la nebuleuse protosolaire. Nous avons egalement etudie la composition isotopique en carbone d'analogues cometaires soumis au vent solaire et nous avons conclu qu'il ne modifie pas la composition en carbone du manteau organique des cometes
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RENARD, JEAN-BAPTISTE. "Mise en evidcence de l'evolution des proprietes optiques et physiques des grains dans le systeme solaire." Paris 6, 1992. http://www.theses.fr/1992PA066307.
Full textAbstract:
L'etude de la lumiere que diffusent des grains dans les chevelures cometaires et dans le milieu interplanetaire, ainsi que celle de leur emissivite, permet d'acceder a leurs proprietes physiques. La technique de ccd polarisation, utilisee avec le telescope de 2 metres du pic du midi, fournit des cartes d'intensite et de polarisation de la chevelure interne de la comete levy 1990c. Ces cartes montrent l'heterogeneite du milieu, ainsi que la presence de jets. Une augmentation de la polarisation detectee dans un jet pourrait etre associee a la presence de glaces sur les grains recemment ejectes. La methode des nuds de moindre incertitude, appliquee aux donnees d'intensite et d'emissivite des poussieres interplanetaires, permet d'obtenir les contributions locales (intensite, polarisation, temperature et albedo) pour des distances au soleil jusqu'a 1,5 ua, et pour des angles de phase inferieurs a 90. On en deduit qu'avec la distance au soleil dans le plan de symetrie, l'albedo local decroit tandis que la polarisation croit. Cette methode est aussi appliquee pour des visees vers le pole, puis dans le plan tangentiel. L'intensite locale, la polarisation locale et la temperature decroissent, tandis que l'albedo local croit legerement, avec l'augmentation de l'altitude sur le plan de symetrie. Ces differents resultats traduisent l'heterogeneite du nuage zodiacal et l'evolution temporelle des grains interplanetaires. Ils suggerent un modele de distribution des poussieres suivant au moins deux populations: la premiere, repartie de maniere isotrope (centree sur le soleil), contiendrait des grains d'origine cometaire, et la deuxieme, englobant le plan de symetrie, serait constituee d'un melange de grains issus de cometes et de collisions d'asteroides
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Jacquet, Emmanuel. "Les solides du système solaire primitif : géochimie et dynamique." Phd thesis, Museum national d'histoire naturelle - MNHN PARIS, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00761687.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée à l'histoire des solides du système solaire primitif. Nous étudions la dynamique des composants chondritiques et trouvons que leur préservation pendant plusieurs Ma dans le disque protoplanétaire nécessite une zone morte. Cette dynamique est essentiellement gouvernée par un paramètre de découplage gaz-solide S que nous conjecturons avoir été <1 et >1 lors de l'accrétion des chondrites carbonées et non carbonées, respectivement. Nous étudions aussi des modèles réduits pour l'interaction entre la turbulence magnétohydrodynamique et la sédimentation de la poussière ainsi que l'instabilité d'écoulement linéaire. Nous mesurons la concentration d'éléments en trace dans les phases des chondres dans Vigarano, Renazzo, Acfer 187, Bishunpur et Sahara 97096. L'olivine dans les chondres de type I semble résulter d'une cristallisation à l'équilibre tandis que le pyroxène enregistre des taux de refroidissement rapides et est compatible avec une interaction gaz-liquide.
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LAGE, NOGUEIRA JOSE WILSON. "Faisabilite technico-economique d'un systeme solaire complexe constitue d'un bassin solaire et d'un distillateur a multiples effets en vue de la production simultanee de sel et d'eau distillee." Nice, 1991. http://www.theses.fr/1991NICE4517.
Full textAbstract:
L'auteur etudie theoriquement le comportement d'un bassin solaire couple a un distillateur a multiples effets en vue de la production de sel et d'eau distillee. Il simule son evolution avec des donnees meteorologiques d'une region bresilienne situee au voisinage de l'equateur. Il propose une methode de dimensionnement du systeme et montre, a l'aide d'un programme informatique, l'influence de divers parametres caracteristiques de son fonctionnement sur les performances du bassin. Enfin, il evalue le prix d'eau distillee produite et compare son cout avec celui relatif a d'autres procedes de dessalement
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Boukadida, Nourredine. "Etude d'une structure a effet de diode thermique : application au chauffage solaire d'un local." Poitiers, 1986. http://www.theses.fr/1986POIT2287.
Full textAbstract:
Etude de l'optimisation de l'effet de diode thermique d'une structure pouvant servir de paroi d'un local. Definition d'une structure alveolaire a lamelles. Etude numerique approchee du comportement thermique journalier et annuel d'un local a structure a effet diode
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ENDAMNE, EMMANUEL. "Faisabilite technico-economique d'un systeme de sechage solaire de feves de cacao au gabon, constitue d'un sechoir situe a l'interieur d'une serre agricole." Paris 7, 1990. http://www.theses.fr/1990PA077193.
Full textAbstract:
L'auteur etudie un systeme complexe du sechage constitue d'une serre agricole abritant un sechoir conventionnel. Il propose un modele de fonctionnement du systeme et un programme de calcul numerique permettant de simuler son comportement: trois scenarios sont envisages: 1) dans le premier, l'air sortant du sechoir est evacue; 2) dans le deuxieme, celui-ci est recycle a travers la source de chaleur conventionnelle se trouvant dans le sechoir; 3) dans le troisieme, celui-ci est recycle a travers la serre. Dans chaque cas, les aspects economiques sont pris en compte de facon a juger la faisabilite technico-economique du systeme suppose etre delegue pour le sechage des feves de cacao au gabon
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Khedari, Joseph. "Methode scientifique simple de dimensionnement d'un systeme de chauffage partiellement solaire utilisant un mur capteur-accumulateur. Applications au chauffage domestique et aux sechoirs modulaires polyvalents." Nice, 1991. http://www.theses.fr/1991NICE4465.
Full textAbstract:
L'auteur propose un modele numerique bidimensionnel qui permet d'etudier le comportement thermique d'un mur capteur-accumulateur constitue de l'exterieur vers l'interieur des elements suivants: une vitre, une lame d'air, un beton poreux, une lame d'air et un isolant thermique. La confrontation des resultats des simulations aux resultats experimentaux de la litterature permet de valider le modele elabore. Il etudie ensuite l'association de ce mur capteur-accumulateur, qui peut etre considere comme une source d'air chaud, a un systeme d'utilisation. Ce dernier peut etre constitue, soit d'une habitation individuelle, soit d'un hangar de sechage de produits alimentaires. Un programme informatique permet de simuler le comportement des deux applications envisagees, d'etudier l'influence de divers parametres, notamment la distance entre la vitre et le mur poreux, l'epaisseur du beton poreux, la surface de captation et le debit d'air surfacique, sur la couverture solaire du systeme. Il definit, ensuite, les dimensions du mur capteur-accumulateur appropriees a ces applications. Enfin, il etablit theoriquement, a l'aide de multiples simulations, des abaques (ou des relations polynomiales qui s'en deduisent), valables pour la region de perpignan (zone h3 selon le d. T. U. ), entre la couverture solaire annuelle d'un systeme de chauffage mixte de locaux, la surface du mur capteur-accumulateur et le volume habitable d'une maison individuelle
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Valette, François. "Simulation et optimisation de systemes micro-energetiques." Toulouse, INSA, 1986. http://www.theses.fr/1986ISAT0015.
Full textAbstract:
Le modele sosie 1 concerne des systemes energetiques dans lesquels plusieure ressources conventionnelles et/ou renouvelables sont confrontes a des demandes multiples (en electricite, force, chaleur, combustibles). Optimisation de la structure de la combinaison de capteurs, convertisseurs et stockeurs d'energie pouvant adapter les ressources d'un bien donne a des besoins donnes, selon une logique invariable de gestion de l'energie. Presentation de la procedure d'optimisation, des applications a des cas fictifs dans l'habitat, et a deux cas reels (exploitation agricole et une zone de laboratoires). Prospective sur l'exploitation des equipements solaires thermiques en france
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Bolin, Bryce. "Identification de familles d’astéroïdes âgées de plus de 2 milliards d’années." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018AZUR4035/document.
Full textAbstract:
Actuellement, on recense peu de familles d’astéroïdes de la ceinture principale (Main Belt, MB) âgés de plus de 2 milliards d’années (Brož et al., 2013; Spoto et al., 2015). Ceci serait le résultat d’un biais observationnel, dû aux techniques classiques utilisées pour l’identification des familles. En effet, la technique dite “Hierarchical Clustering Method” (HCM) identifie les membres des familles par leur proximit é dans l’espace des éléments orbitaux demi-grand axe (a), excentricité (e) et inclinaison (i). Or, les d’astéroïdes se dispersent lentement dans cet espace à cause de résonances séculaires et d’une force non-gravitationnelle dénommée «effet Yarkovsky». Ceci rend la méthode HCM de moins en moins efficace pour des familles d’âges de plus en plus élevées. Nous avons développé une nouvelle mèthode qui est insensible à la dispersion des membres des familles en e et i, car elle identifie les familles par leur forme caractéristique en «V» dans l’espace a; 1/D, oú D est le diamètre de l’astéroïde. Cette forme est due à la vitesse d’éjection initiale des membres de la famille par rapport au corps parent et à la dépendance approximative en 1/D de l’effet Yarkovsky qui disperse la famille en demi-grand axe au cours du temps. Cette méthode du ‘V-shape’ a été testée sur des familles connues, dont certaines difficilement identifiables par la méthode HCM. De plus, avec notre méthode nous avons découvert une famille de plus de 4 milliards d’années, reliant la plupart des astéroïdes sombres de la ceinture interne qui ne sont pas déjà inclus dans une famille connue (Delbo' et al., 2017). Seuls des astéroïdes avec diamètre D >50 km n’appartiennent à aucune famille et sont donc primordiaux. Cela implique que les astéroïdes primordiaux étaient assez gros, en accord avec les théories récentes sur la formation des planétésimaux dans le disque protplanétaire (Morbidelli et al., 2009). La méthode «V-shape» représente également une méthode d’analyse puissante pour trouver la frontière d’une famille d’astéroïdes dans le plan a; 1/D et pour calculer précisément sa courbure. Les propriétés thermiques des surfaces d’astéroïdes, telles que l’inertie thermique Γ, déterminent la magnitude de l’effet Yarkovsky. Or, Γ est statistiquement anti-corrélé avec D (Delbo' & Tanga, 2009; Delbo' et al., 2015). Par conséquent, l’effet de Yarkovsky peut avoir une dépendance non linéaire en 1/D, causant la courbure de la frontière de la famille dans le plan a; 1/D. L’outil de ‘V-shape’ est capable de détecter cette courbure sur des familles synthétiques et a été utilisé pour plus de 20 vieilles familles de la ceinture principale pour mesurer cet effet. La courbure mesurée implique qu’en moyenne l’effet Yarkovsky est proportionnel à D^-0.8. Il est constaté qu’il n’y a pas de corrélation entre l’âge de la famille et la courbure de sa frontière pour des familles âgées de plus de 100 millions d’années environ. De plus, la courbure en ‘V-shape’ diminue pour les familles à plus grand demi-grand axe, ce qui implique que relation entre Γ et D est moins anti-corrélée dans la ceinture externe que dans la ceinture interne. En examinant des familles âgées de moins de 20 millions d’années par la méthode du ‘V-shape’, nous pouvons étudier les familles dont la forme en «V» est causées par la vitesse initiale d’éjection des fragments et non pas par l’effet de Yarkovsky. Pour ces familles nous avons montré qu’il n’y a pas de courbure, ce qui implique que la vitesse initiale d’éjection des fragments est proportionnelle à 1/D, comme prédit par les expériences d’impact en laboratoire et les simulations numériques de fragmentation (Fujiwara et al., 1989; Michel et al., 2001; Durda et al., 2004; Nesvorný et al., 2006). La différence de courbure entre les familles de moins de 20 millions d’années et les familles plus âgées est une preuve indépendante que la dispersion en demi-grand axe des vieilles familles est dominèe par l’effet YarkovskyAsteroid families are the remnant fragments of asteroids broken apart by collisions. There are only a few known Main Belt (MB) asteroid families with ages greater than 2 Gyr (Brož et al., 2013; Spoto et al., 2015). Estimates based on the family producing collision rate suggest that the lack of > 2 Gyr-old families may be due to a selection bias in classic techniques used to identify families. Family fragments disperse in their orbital elements, semimajor axis, a, eccentricity, e, and inclination, i, due to secular resonances, mean motion resonances, close encounters, secondary collisions and the nongravitational Yarkovsky force. This causes the family fragments to be more difficult to identify with the hierarchical clustering method (HCM), which attempts to find cluster in orbital element space, when applied to family fragments’ elements as the fragments age. We have developed a new technique that is insensitive to the spreading of fragments in e and i by searching for V-shaped correlations of family members in a and asteroid diameter, D. A group of asteroids is identified as a collisional family if its boundary in the a vs. 1/D plane has a characteristic V-shape which is due to the size dependent Yarkovsky effect. The V-shape technique is demonstrated on the known families and families difficult to identify by HCM, and used to discover a 4 Gyr-old family linking most dark asteroids in the inner MB not included in any known family (Delbo' et al., 2017). The 4 Gyr-old family reveals asteroids with D > 35 km that do not belong to any asteroid family implying that they originally accreted from the protoplanetary disk and support recent theories on the formation of asteroids (Morbidelli et al., 2009). The V-shape detection tool is also a powerful analysis method for finding the boundary of an asteroid family and fitting for its shape. Thermal properties of the surfaces of asteroids such as the thermal inertia, Γ, determine the magnitude of the drift rate cause by the Yarkovsky force. Following the proposed anti-correlation between Γ and and D (Delbo' & Tanga, 2009; Delbo' et al., 2015), the Yarkovsky effect may have a more complex D dependence than previously thought, causing the family V-shape boundary to be curved in a vs. 1/D space. The V-shape tool is capable of detecting this curvature on synthetic families and was deployed on >20 families located throughout the MB to find this effect. The curvature of family V-shapes implies on average that the Yarkovsky drift rate scales with D^-(0.8-0.9). We find that there is no correlation between family age and V-shape curvature for families older than 100 Myrs. Additionally, the V-shape curvature decreases for asteroid families with larger a suggesting that the relationship between Γ and D is less anti-correlated in the Outer MB. By examining families <20 Myrs-old with the V-shape technique, we can separate family V-shapes caused by the initial ejection of fragments from those that are caused by the Yarkovsky effect. We constrain the initial velocity of young families by measuring the curvature of their fragments’ V-shape in a vs. 1/D space. We measure the V-shape curvature of 11 asteroid families that are too young for most of their known fragments to have undergone significant evolution in semi-major axis due to the Yarkovsky effect. We find that the majority of asteroid families in our sample have initial ejection velocity fields that scale with 1/D supporting the laboratory impact experiments and computer simulations of disrupting asteroid family parent bodies (Fujiwara et al., 1989; Michel et al., 2001; Durda et al., 2004; Nesvorný et al., 2006). In addition, the difference in curvature between <20 Myr-old families from the curvature of older family V-shapes evolved is independent evidence separating initial ejection velocity V-shapes from Yarkovsky V-shapes
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Devogèle, Maxime. "Propriétés des astéroïdes de type L : un lien avec le Système Solaire primordial ?" Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017AZUR4069/document.
Full textAbstract:
En 2006, Il a été observé que l'astéroïde (234)~Barbara possède une valeur anormalement élevée d’angle d’inversion polarimétrie. Par la suite, d'autres astéroïdes possédant la même caractéristique que Barbara ont été découverts et nommés ``Barbarians'' en référence à (234) Barbara. L'étude de ces astéroïdes constitue le sujet principal de cette thèse ayant pour but de mieux comprendre la raison de cet angle d'inversion plus élevé que la normale. La première hypothèse formulée afin d’expliquer cette anomalie polarimétrique suppose que les astéroïdes Barbarians possèdent une forme fortement irrégulière induisant une réponse polarimétrique particulière. La deuxième hypothèse stipule que les astéroïdes Barbarians possèdent une abondance anormalement élevée d'inclusions riches en aluminium et en calcium. Au cours de cette thèse, nous avons obtenu de nombreuses nouvelles données aussi bien en photométrie, spectroscopie que polarimétrie. Ces nouvelles observations d’astéroïdes ont permis de tester différentes hypothèses formulées précédemment afin d'expliquer l'anomalie polarimétrique observée. Nos observations ont permis d'éliminer une hypothèse faisant appel à une topologie particulière des astéroïdes Barbarians, mais nous avons confirmé et renforcé une autre hypothèse faisant intervenir une composition particulière de ces astéroïdes. Si cette dernière hypothèse était confirmée, cela en ferait des astéroïdes primitifs s'étant formés lors des premières étapes du Système Solaire. Leur étude permettrait donc d'en apprendre plus sur les mécanismes de formation des astéroïdes et la composition de la nébuleuse ayant donné naissance au Système Solaire. Comprendre les astéroïdes Barbarians sert à mieux comprendre les premières étapes de formation du Système Solaire et aussi celles des planètesA few years ago, asteroid polarimetry allowed to discover a class of asteroids exhibiting peculiar phase polarization curves, collectively called "Barbarians" from the prototype of this class, the asteroid (234) Barbara. All such objects belong to the L visible plus near infrared based taxonomic class. The anomalous polarization has been tentatively interpreted in terms of high-albedo, spinel-rich Calcium-Aluminum inclusions (CAI) that could be abundant on the surfaces of some of these asteroids, according to their spectral reflectance properties and to analogies with CO3/CV3 meteorites. Such CAIs are among the oldest mineral assemblages ever found in the Solar System. Barbarians' surfaces could therefore be rich in this very ancient material and bring information on the early phases of planetary formation. During this thesis, a systematic campaign for photometric, polarimetric and spectroscopic characterization has been conducted. These observation campaigns allowed improving our general knowledge about these peculiar asteroids and highlighting the link between polarization and polarimetric properties. Our observation also allowed discarding the hypotheses involving peculiar shape for these asteroids. However, as it was suggested, a link between the presence of CAI and the polarimetric response was found. Our observations show that the relative abundance of CAI is correlated with the polarimetric inversion angle. This is the first time that a direct link between polarimetric and spectroscopic properties is found
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Douté, Sylvain. "Modelisation numerique de la reflectance spectrale des surfaces glacees du systeme solaire. Application a l'analyse de spectres de triton et pluton et au traitement d'images hyperspectrales nims de io." Paris 7, 1998. http://www.theses.fr/1998PA077041.
Full textAbstract:
Cette these s'inscrit dans le cadre des activites de developpement et d'analyse de donnees suscitees par l'essor de la spectrophotometrie haute resolution et de l'imagerie hyperspectrale visible et infrarouge pour la teledetection des surfaces planetaires du systeme solaire. Ces deux techniques d'observation s'appuient sur l'usage d'instruments optiques mesurant des collections de spectres en reflexion et/ou en emission. Fruit de l'interaction de la lumiere d'origine solaire ou thermique avec les milieux materiels traverses, les spectres comportent a priori de precieuses informations sur les diverses proprietes physiques, chimiques et structurelles des tous premiers millimetres ou centimetres de profondeur des terrains extraterrestres. Cette derniere tache necessite la conception et la realisation d'outils theoriques et numeriques adequats. Dans ce sens, une large part de ce memoire traite d'un modele de reflectance spectrale bidirectionnelle de surface stratifiee. Son role est de relier localement les caracteristiques physico-chimiques et structurelles des milieux sondes par la lumiere, a la signature spectrale observee dans des conditions d'illumination et de visee donnees. Sur la base du modele, nous avons concu un logiciel capable de simuler globalement des courbes spectrophotometriques de corps planetaires non spatialement resolus ou des images hyperspectrales dans une tres grande gamme de situations observationnelles et de representations de surface. La spectrophotometrie et l'imagerie hyperspectrale, alliees a l'utilisation d'outils de modelisation et d'analyse, sont particulierement adaptees a l'etude des glaces de natures diverses qui recouvrent a plus ou moins grande echelle la plupart des planetes et satellites evolues. Un important chapitre de cette these est consacre a l'etude de trois objets ou, continuellement, se deposent, se transforment et se subliment a la surface des glaces volatiles. Une image hyperspectrale de io acquise dans le nir par le spectro-imageur nims (mission galileo) et deux courbes spectrophotometriques de triton et pluton sont analysees a l'aide de nos outils de simulation. Les resultats obtenus contribuent a l'amelioration des connaissances relatives a la nature, a la composition ainsi qu'a la distribution spatiale et verticale des depots.
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Benmansour, Jaouad. "Contribution a l'etude des mecanismes de transferts radiatif, thermique et massique dans un systeme plan multiphases semi-transparent." Poitiers, 1988. http://www.theses.fr/1988POIT2281.
Full textAbstract:
Etude des transferts de chaleur et de masse couples dans un film ruisselant et son domaine environnant. Resolution de l'equation locale de conservation de la luminance monochromatique pour le rayonnement couple aux autres equations locales de transfert d'enthalpie et de matiere
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Hoang, Hoai-Nam. "Long term stability and diffusion in the solar system." Electronic Thesis or Diss., Université Paris sciences et lettres, 2023. http://www.theses.fr/2023UPSLO002.
Full textAbstract:
Le système solaire étant chaotique, l'évolution de l'orbite de la Terre au-delà de 60 millions d'années ne peut être prédite de manière fiable. En revanche, les variations orbitales de la Terre contrôlent l'insolation qui entraîne des changements climatiques à long terme, et ont été imprimées dans les enregistrements géologiques. La récupération de ce forçage astronomique dans les données géologiques a révolutionné la détermination des échelles de temps géologiques. La prise en compte de l'incertitude chaotique du forçage astronomique est une nécessité. Pour aborder ce problème, nous obtenons, évaluons et illustrons l'application de fonctions de densité de probabilité des fréquences séculaires en utilisant kernel density estimation, dont l'incertitude est déterminée par la méthode du moving block bootstrap. En plus d'être chaotiques, les planètes internes du système solaire peuvent également être instables. Malgré le manque de contraintes apparentes qui limitent la dynamique chaotique, la probabilité d'instabilité est remarquablement faible en 5 milliards d'années, surtout si l'on considère qu'elle est 1000 fois plus longue que le temps de Lyapunov du système. Nous tentons de résoudre ce paradoxe dans cette thèse en étudiant la déstabilisation dans sa complexité totale d'un système de haute dimension. Dans un premier temps, nous fournissons une analyse statistique exhaustive de l'instabilité jusqu'à 100 Gyr à partir d'une hiérarchie de modèles séculaires à différents degrés d'excentricités et d'inclinaisons. Nous constatons que l'hamiltonien tronqué au degré 4, malgré son exhaustivité, est trop stable et ne suffit pas à reproduire les statistiques d'instabilité. Ceci est dû à la contribution significative inattendue des termes au degré 6 à la frontière de l'instabilité.Dans un deuxième temps, nous montrons que la dynamique des planètes internes sur son échelle de temps chaotique est lente-rapide avec une large séparation des échelles de temps. La première preuve se trouve dans son spectre de Lyapunov, où une hiérarchie d'exposants caractéristiques s'étend sur deux ordres de grandeur. Les plus petits exposants de Lyapunov peuvent être reliés aux variables lentes, qui varient sur une échelle de temps beaucoup plus longue que le temps de Lyapunov. Concrètement, à partir d'une analyse systématique des résonances séculaires principales, nous démontrons trois quasi-symétries, qui définissent trois quasi-intégrales de mouvement. Par une nouvelle utilisation d'une méthode statistique traditionnelle - l'analyse en composantes principales, nous confirmons que ces quasi-intégrales sont parmi les degrés de liberté les plus lents de la dynamique chaotique. Les quasi-intégrales contraignent la diffusion chaotique à long terme des orbites, ralentissant ainsi le système dans sa trajectoire vers la collision planétaireBecause the Solar System is chaotic, the orbital evolution of the Earth's orbit beyond 60 Myr cannot be reliably predicted. On the other hand, Earth's orbital variations control insolation which leads to long-term climate change, and were thus imprinted in the geological records. The recovery of this astronomical forcing in geological data has revolutionized the determination of the geological time scales. Taking into account the chaotic uncertainty of the astronomical forcing is necessary for a complete astronomical calibration of geological records. To address this problem, we obtain, benchmark and illustrate the application of probability density functions of the secular frequencies using kernel density estimation, whose uncertainty determined by the moving block bootstrap method.Apart from being chaotic, the inner planets of the Solar System can also be unstable. Despite the lack of apparent constraints that bound the chaotic dynamics, the probability of instability is remarkably low in 5 billion years, especially considering it is 1000 times longer than the Lyapunov time of the system. We attempt to resolve the paradox in this thesis by studying the destabilization in its total complexity of a high dimensional system. As a first step, we provide an exhaustive statistical analysis of instability up to 100 Gyr from a hierarchy of secular models at different degrees in eccentricities and inclinations. We find that the Hamiltonian truncated at degree 4, despite its comprehensiveness, is overly stable and not sufficient to reproduce the instability statistics. This is due to the unexpectedly significant contribution of the terms at degree 6 to the frontier of instability. As a second step, we show that the dynamics of the inner planets over its chaotic timescale is slow-fast with a wide separation of timescales. The first evidence is found in its Lyapunov spectrum, where a hierarchy of characteristic exponents spans two orders of magnitude. The smallest Lyapunov exponents can be related to the slow variables, which vary on a timescale much longer than the Lyapunov time. Concretely, from a systematic analysis of the leading secular resonances, we demonstrate three quasi-symmetries, which define three quasi-integral of motion. By a novel utilization of a traditional statistical method - principal component analysis, we confirm that these quasi-integrals are among the slowest degrees of freedom of the chaotic dynamics. The quasi-integrals constrain the long-term chaotic diffusion of the orbits, thereby slowing down the system in their pathway towards planetary collision
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Landais, François. "Lois d’échelles et propriétés statistiques multifractales de la topographie des planètes." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS453/document.
Full textAbstract:
Au cours des 20 dernières années, le développement des méthodes de télédétection et le succès des missions spatiales ont considérablement enrichi nos connaissances sur les surfaces planétaires révélant une immense diversité de morphologies. Etant le reflet de l'interaction et de la compétition entre des processus géologiques dont les modalités sont variables d'un corps à l'autre, elles sont largement étudiées pour retracer l'histoire géologique des planètes telluriques. En particulier, des informations précieuses sur la nature des processus et sur les lois générales qui contrôlent la formation et l'évolution des paysages sont enregistrées dans le champ topographique qui peut être analysé en tant que champ statistique. Nous rapportons dans cette thèse les résultats d'une étude comparative des propriétés statistiques de la topographie des principaux corps du système solaire en nous appuyant sur le volume croissant de données altimétriques et photogrammétriques. Notre approche est centrée sur la notion de loi d'échelle qui vise à caractériser les symétries du champ en traduisant le caractère auto-similaire des surfaces naturelles : les détails d'une surface ressemblent en général à des versions réduites de l'ensemble. Nous mettons en oeuvre plusieurs méthodes d'analyse de données dites «multifractales» pour dégager le meilleur modèle statistique capable de décrire la topographie dans différents contexte et proposons de nouveaux indicateurs de rugosité à l'échelle globale, régionale et locale. Nous montrons qu'en dépit de leur diversité, les surfaces du système solaire respectent des lois statistiques similaires que nous explicitons. En particulier nous montrons que la distribution globale des pentes d'un corps respecte en général des lois multifractales pour les échelles supérieures à 10-20km et présente une structure statistique différente pour les échelles inférieures. Enfin nous proposons une méthode pour générer des topographies synthétique sphériques dont le propriétés statistiques sont similaires aux topographie planétaire du système solaireOver the past 20 years, the development of remote sensing methods and the success of space missions have considerably enriched our knowledge of planetary surfaces revealing an immense diversity of morphologies. Being the reflection of the interaction and the competition between geological processes whose modalities are variable from one body to the other, they are widely studied to trace the geological history of the telluric planets. In particular, precise information on the nature of processes and general laws controlling the formation and evolution of landscapes is recorded in the topographic field which can be analyzed as a statistical field. We report in this thesis the results of a comparative study of the statistical properties of the topography of the main bodies of the solar system based on the increasing volume of altimetric and photogrammetric data. Our approach focuses on the notion of scaling law which aims to characterize the symmetries of the field by translating the self-similar nature of natural surfaces: the details of a surface generally look like reduced versions of the whole. We use several methods of analyzing so-called "multifractal" to derive the best statistical model capable of describing the topography in different contexts and propose new indicators of roughness at the global, regional and local scale. We show that in spite of their diversity, the surface of the solar system respects similar statistical laws. In particular, we show that the overall distribution of the slopes of a body generally respects multifractal laws for scales greater than 10-20 km and presents a different statistical structure for the lower scales. Finally, we propose a method for generating spherical synthetic topographies whose statistical properties are similar to the topographies in the solar system
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Baguet, Daniel. "Modélisation de l'origine de la ceinture de Kuiper." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2020. http://www.theses.fr/2020UBFCD046.
Full textAbstract:
La population dynamiquement chaude de la ceinture de Kuiper se caractérise par une large distribution des inclinaisons tandis que la population dynamiquement froide présente des inclinaisons plus petites et une distribution plus étroite. Afin de reproduire la différence entre ces deux populations, les modèles d'évolution dynamique actuels considèrent qu'elles sont originaires de deux régions différentes. La population chaude est issue principalement d'un disque massif de planétésimaux, s'étendant de la position primordiale de la planète la plus externe jusqu'à 30 ua. Quant à elle, la population froide s'est formée in situ, à partir d'un disque beaucoup plus léger, s'étendant au-delà de 30 ua. Dans les intégrations numériques actuelles visant à la reproduire, l'action du disque massif sur les planètes géantes se fait généralement par le moyen d'une migration forcée des demi-grands axes et un amortissement des excentricités et des inclinaisons, tandis que l'action sur le disque léger est toujours négligée. Les effets séculaires de précessions des longitudes du périhélie et des longitudes du nœud ne sont donc pas pris en compte, ce qui mène à une représentation incorrecte des positions des résonances séculaires. Nous visons donc à introduire cette action dans la théorie séculaire linéaire afin de déterminer les positions des résonances séculaires linéaires. Sous l'effet du disque massif, le moment cinétique total des planètes géantes n'est pas conservé et a un mouvement de précession. Sa fréquence de précession permet l'apparition d'une résonance séculaire nodale qui a pu être située dans la région de la population froide actuelle, lorsque les planètes géantes étaient dans leur configuration compacte avant leur migrationThe dynamically hot population of the Kuiper belt is characterized by a broad inclination distribution whereas the dynamically cold population shows smaller inclinations and a narrower distribution. In order to reproduce the difference between those two populations, current dynamical evolution models consider that they originated from two distinct regions. The hot population mainly stemmed from a massive planetesimal disk extending from the primordial position of the outermost planet to 30 au. The cold population formed in situ, from a light disk extending beyond 30 au. In current numerical integrations aiming to reproduce it, the action of the massive disk on the giant planets is mainly performed through a forced migration of the semi-major axes and a damping of the eccentricities and inclinations, whereas the action on the light disk is always neglected. The secular effects of the precessions of the longitudes of the perihelion and of the longitudes of the node, are thus not included, leading to a wrong representation of the positions of the secular resonances. Therefore, we aim to introduce this action in the linear secular theory in order to determine the positions of the linear secular resonances. Under the effect of the massive disk, the total angular momentum of the giant planets is not conserved and has a motion of precession. Its frequency allows the apparition of a nodal secular resonance which may have been located in the region of the current cold population, when the giant planets were in their compact configuration before their migration
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Sorlin, Olivier. "Mesures de periode et de probabilite d'emission de neutrons retardes des isotopes #4#4s, #4#5#-#4#7cl a l'aide du spectrometre lise : leur implication pour la comprehension du rapport #4#8ca/#4#6ca dans le systeme solaire." Paris 7, 1991. http://www.theses.fr/1991PA077262.
Full textAbstract:
Apres un descriptif detaille du programme de simulation lise, les resultats experimentaux de decroissances radioactives (periodes et de probabilites d'emission de neutrons retardes) des noyaux riches en neutrons #4#4s, #4#5#-#4#7cl sont presentes. La comparaison de ces resultats avec les predictions theoriques montre que les mesures de masses et de deformations de ces noyaux sont tres importantes pour determiner precisement les parametres de decroissance radioactive necessaire a l'astrophysique. En effet, ceux-ci sont utilises dans des modeles d'evolution d'etoiles afin de comprendre la courbe d'abondance des elements du systeme solaire. Meme si l'allure de cette courbe est bien reproduite, quelques anomalies restent inexplicables. Les resultats experimentaux semblent indiquer, de par les contraintes qu'ils apportent, qu'un double processus r dans les supernovae de faible masse peut expliquer a la fois les anomalies isotopiques ainsi que l'allure generale de la courbe d'abondance des elements
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Nepveu, François. "Production décentralisée d’électricité et de chaleur par système Parabole/Stirling : application au système EURODISH." Perpignan, 2008. http://www.theses.fr/2008PERP1268.
Full textAbstract:
Dans le cadre du projet européen EnviroDish, un système Parabole/Stirling EURODISH de 10 kW elec est en fonctionnement depuis Juin 2004 à Odeillo au laboratoire PROMES. Dans le cadre de ce projet, l’objectif de cette thèse est d’évaluer le potentiel technico-économique de cette micro-centrale solaire thermodynamique. Après une introduction rapide sur le potentiel et l’intérêt de la production d’électricité par une centrale solaire thermodynamique, un état de l’art portant sur les systèmes Parabole/Stirling est réalisé. Dans un second temps, après une description du fonctionnement du système EURODISH, ses performances instantanées, journalières et mensuelles sont présentées sur une période allant de juin 2004 à février 2008. Ce retour d’expérience est mitigé ; d’un côté, le rendement de conversion brut solaire-électricité a atteint des valeurs records à 23. 6 % en instantané et de 22 % en mensuel, et d’un autre côté, le système a souffert d’un manque criant de fiabilité, avec pour la période d’étude, 963 opérations de réparation et de maintenance. Le chapitre suivant présente une modélisation de la conversion énergétique solaire-électricité du module EURODISH. En plus d’aborder les problèmes de la modélisation des différents composants d’un système Parabole/Stirling, l’objectif est d’avoir à disposition un outil performant permettant d’étudier en détail les différents étapes de la conversion solaire- électricité et les pertes énergétiques associées à chacune de ces étapes. Le concentrateur parabolique est modélisé en utilisant le code de calcul de flux solaire SOLTRACE. La confrontation des résultats des simulations à des mesures expérimentales montre que SOLTRACE est un code puissant bien adapté à l’étude d’un concentrateur parabolique. Le récepteur est ensuite modélisé en utilisant la méthode nodale. Une discrétisation fine de l’absorbeur permet de prendre en compte la non-uniformité du flux solaire concentré et d’obtenir ainsi une bonne concordance sur les températures de paroi de l’absorbeur entre les résultats du modèle et des mesures expérimentales. Enfin, la modélisation du moteur Stirling Solo V161 est effectuée à l’aide d’une méthode découplée adiabatique classique dans lesquelles les transferts sont modélisées à partir de l’approche quasi-stationnaire. Une comparaison avec des mesures expérimentales des puissances entrantes et sortantes du système EURODISH montrent que la principale source d’erreur des simulations a pour origine la modélisation d u moteur Stirling. Les écarts sur le rendement du cycle Stirling de l’ordre de 6 % restent cependant largement acceptable. Le modèle est ensuite utilisé pour étudier la sensibilité du système en fonction de différents paramètres géométriques ou physiques. Le dernier chapitre de cette thèse est consacré à l’étude technico-économique d’un système EURODISH appliqué à la cogénération électricité/eau chaude sanitaire. Une modélisation complète du cogénérateur associé à une installation de préparation d’eau chaude sanitaire est réalisée à partir des résultats du chapitre précédent et d’une méthode nodale classique. La ressource solaire est ensuite étudiée sur deux sites, à Vignola en Corse et à Odeillo dans les Pyrénées orientales, à partir de mesures d’ensoleillement direct normal faites sur plus de 5 années. Des simulations réalisées pour des besoins en eau chaude correspondant à un hôtel de 15 chambres du type « été » à Vignola, « hivers » à Odeillo et 4 saisons pour les deux sites, montrent que la valorisation d’une partie des rejets thermiques du moteur Stirling permet d’améliorer de façon remarquable les performances globales du système EURODISH. Le coût normalisé de l’électricité peut, sous certaines hypothèses, descendre sous les 25 c€. KWh -1 , un cogénérateur EURODISH fiabilisé pouvant ainsi représenté un investissement rentable et sansrisqueSince July 2004, a 10 kW el Dish/Stirling unit is in operation at the PROMES laboratory in Odeillo in France. This system is one of the several country reference units of the EnviroDish project. In the area of this project, the objective of this doctorate is to evaluate the technico-economical potential of this micro-concentrated solar plant. In a first time, after an introduction on the development potential of the concentrated solar plant, a state of art concerning Dish/Stirling systems is achieved. In a second time, the EURODISH system operation is described and the instantaneous, daily and monthly performances and operation experiences of this system are presented on a period from July 2004 to February 2008. In one hand, the solar to electricity efficiency has reached instantaneous and monthly record values for a EURODISH unit of 23. 6 % and 22 % respectively. But in the other hand, the system reliability is too low and 963 breakdowns have been noticed. The next chapter presents a global thermal model of the energy conversion of the EURODISH Dish/Stirling unit, from solar energy to electricity provided to the grid. In addition to study problem linked to the modelling of the parabolic concentrator, solar receiver and Stirling engine, the objective is to develop a tool to evaluate the optical and thermal losses of the system components, to identify the key parameters of the design and to study their influences on the performances of the components according to various operation conditions. The parabolic concentrator behaviour is simulated using the ray-tracing code SOLTRACE. The comparison between simulation results and experimental measurements made in July 2006 by a PROMES/DLR team shows a good agreement and that SOLTRACE is a good code to simulate a parabolic concentrator. Then, a nodal method is used to calculate the heat losses by reflection, thermal radiation, convection out of the cavity and conduction through the ceramic walls. The absorber is divided in 8 control-volumes in order to take into account the inhomogeneous solar flux distribution. Compared to experimental measurements, simulations give results with a good agreement in particular for the absorber temperatures. To complete the global model, a nodal analysis of the Solo V161 Stirling engine is performed using some assumptions to simplify mass equation and energy equation written for each control-volume. A comparison of the model results with experimental measurements of the power input and output of the EURODISH unit shows that the differences are dues to Stirling engine model. A difference of 6 % is calculated for the Stirling cycle efficiency. The last chapter is dedicated to the technico-economical study of a Dish/Stirling based cogeneration system electricity/domestic hot water. In a first time, a dynamic model of the conversion from solar energy to electricity and heat of the EURODISH Dish/Stirling unit coupled to a solar domestic hot water system is built using results of the last chapter and a classical nodal analysis. Then, the hourly Direct Normal Insolation are calculated from DNI measurements data over a period upper than 5 year in two locations in France (Vignola, Corsica island and Odeillo, Pyrenees). Simulations are performed for a domestic hot water supply of 15 rooms corresponding to the consumption of a “summer” hotel in Vignola, a “winter” hotel in Odeillo and a “classical” hotel in both cases. Simulations show that the recovery of the thermal energy evacuated by the Stirling engine could improve performances of the EURODISH dish/Stirling unit. Levelised Electricity Cost reaches 25 c€. KWh -1 under some assumptions and a EURODISH unit based cogeneration system could be a very good investment without economical risk
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Baek, Nam-Choon. "Analyse technico-économique d' un système solaire de production d'air chaud pour le séchage du tabac "Virginie" et le chauffage d'un batiment." Perpignan, 1988. http://www.theses.fr/1988PERP0054.
Full textAbstract:
L'étude thermique et economique du systeme par des methodes numeriques montre que lorsqu'il est utilise pour le batiment en saison hivernale, on peut trouver les conditions, l'organisation du systeme et les dimensions des composants qui en optimisent les performances. Presentation de cinq configurations possibles du systeme
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Jabbour, Noel. "Intégration des systèmes à absorption solaire de petites puissances aux bâtiments - approche multifonction solaire : chauffage, ECS et rafraîchissement." Thesis, Lyon, INSA, 2011. http://www.theses.fr/2011ISAL0085/document.
Full textAbstract:
L’introduction des nouvelles machines frigorifiques à absorption des petites puissances ouvre des nouvelles perspectives pour les systèmes solaires multifonction multi-source (SYSMFS) qui exploitent le potentiel de l’énergie solaire pour le chauffage, le refroidissement et la préparation de l’eau chaude sanitaire (ECS). Les systèmes solaires combinés (SSC), qui ont précédés les SYSMFS, manquaient néanmoins une procédure adaptée pour le dimensionnement de leurs composants principaux : le panneau solaire et le ballon solaire de stockage thermique. De point de vue de l’énergie et du coût d’investissement et d’exploitation, une méthode de dimensionnement basée sur le pic de charge ne conviendrait pas si la source d’énergie n’est pas garantie d’être stable dans le temps. Une optimisation des composants principaux par la simulation peut être alors une solution clef pour le dimensionnement optimal de SYSMFS. À partir des informations sur les SSC trouvées dans la littérature et celles de fabricant de la machine frigorifique, un schéma hydraulique initial a été élaboré pour un SYSMFS. La modélisation de ce schéma est complexe car des simulations et des modifications répétitives ont été nécessaires pour éliminer les problèmes potentiels de convergence de la solution. A partir de cette expérience, une méthodologie de conception assistée par simulation a été élaborée afin d’en profiter pour des modélisations similaires. En tant que telle, le modèle devrait être prêt pour la phase l’optimisation. Une étude paramétrique a été menée sur le modèle SYSMFS ; elle offre les donnés requises pour la comparaison des algorithmes d’optimisation qui sont testés par la suite. Le résultat de cette étude est une surface de réponse qui représente le coût du SYSMFS en fonction de la superficie du panneau solaire et du volume de stockage thermique du ballon solaire. Pour réduire le nombre des simulations requis par une étude paramétrique complète, l’utilisation d’un algorithme d’optimisation est nécessaire. Un algorithme basé sur le plan d’expérience (OptDOE) a été développé et sa performance est comparée avec celles d’un algorithme d’optimisation hybride sur une fonction de référence de Rosenbrock et sur le modèle SYSMFS. Comparé à l’algorithme hybride, OptDOE a montré une bonne performance. Le nombre de simulations est réduit et les valeurs optimales trouvées, par cette méthode, sont porches de celles de l’étude paramétrique L’OptDOE permet également de décrire le comportement du modèle SYSMFS au voisinage de l’optimum avec une fonction coût approximée. Cette information est importante surtout au cas où la fonction coût a la forme d’une vallée. Dans ce cas, des valeurs différentes de l’optimum donnent presque le même coût globalThe introduction of new low capacity absorption chillers opens new prospects for the multifunction multisource solar systems (MFSSYS) which exploit the full potential of the solar energy for heating, cooling and production of domestic hot water (DHW) purposes. The solar combisystems (SCS), which preceded the MFSSYS, lacked an adapted procedure for the sizing of their main components: the solar collector and the solar thermal storage tank. From the point of view of the energy and investment cost, a sizing method based on the peak load may fail if the energy source is not guaranteed to be stable. An optimization of the main components by simulation may be then a key solution for an optimal sizing of the MFSSYS. An initial hydraulic schematic is elaborated for the MFSSYS based on information found in the literature about the SCS and the data made available by the chiller manufacture. The modeling of this schematic is complex as redundant simulation and modification were necessary in order to eliminate the potential problems of solution convergence. From this experience, a method of simulation aided design is elaborated. Parametric runs were carried out on the MFSSYS model. They offer needed information for the comparison of the optimization algorithms which are tested later on. The outcome of these parametric runs is a response surface which represents the cost of the MFSSYS as a function of the solar collector surface area and the volume of the solar thermal storage tank. In order to reduce the number of simulations required by a complete parametric runs method, the use of optimization algorithm become a necessity. An optimization algorithm based on the design of experiments (OptDOE) is developed; its performance is compared with the one of a hybrid optimization algorithm in two cases: a reference function of Rosenbrock and the model of the MFSSYS. Compared to the hybrid optimization algorithm, OptDOE has showed good performance. The number of simulations is reduced and the optimized values, found by this method, are close to those of the parametric runs. The main advantage of OptDOE is to describe the behavior of the cost function in the neighborhood of the optimum. This information is valuable especially when the cost function has a valley-like form, which is the case for the systems we studied. In this case, the cost has approximately the same value for a large variation range of the optimized parameters
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Bonnet, Jean-Yves. "L'azote comme élément mineur dans les macromolécules organiques chondritiques et cométaires : simulations expérimentales contraintes par les cosmomatériaux." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENU004/document.
Full textAbstract:
Le travail réalisé au cours de ma de thèse avait pour but de placer de nouvelles contraintes sur la composition du ou des précurseurs organiques présents dans la nébuleuse proto-solaire. Des expériences de thermodégradation ont été mises en place en utilisant des matériaux modèles riches en azote. La spectrométrie de masse à haute résolution (Orbitrap) à été utilisée afin de mieux caractériser les polymères de HCN, autre matériau modèle. Ce travail apporte de nouvelles informations sur la diversité moléculaire de tels matériaux, ainsi que de nouvelles informations sur leur structure. Les expériences de thermodégradation proprement dites ont ensuite été réalisées, afin de mieux comprendre le comportement de l'azote dans les matériaux organiques macromoléculaires, et ainsi apporter de nouvelles contraintes sur l'origine de la matière organique présente dans les différentes classes de cosmomatériaux (chondrites carbonées, IDPs et UCAMMs). Cette série d'expériences nous a permis de mettre en évidence une probable différence de précurseur entre la matière carbonée des IOMs et celle des IDPs et UCAMMsThe aim of my PhD work was to add some new constraints on the organic precursors compositions in the early solar system. Thermal degradation experiments have been performed, using N-rich analog materials. High resolution mass spectrometry gives us the possibility to better characterize the HCN polymers another type of analog materials. This part of the study provides us new informations about the molecular diversity of HCN polymers and also new constraints on their structure. The thremal degradation experiments were then performed. The aim of this study was to provide some new constraints on the composition of the organic precursors present in the early solar system and incorporated in the different bodies (carbonaceous chondrites, IDPs, UCAMMs). We can conclude that the organic precursor of the IOMs was poor in nitrogen while the organic matter accreted by the parent bodies of IDPs and UCAMMs was probably nitrogen rich
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Carle, Frederick. "Analyse des performances d'un système de concentrateurs photovoltaïques prototypes en utilisant deux sites de tests différents." Thesis, Université d'Ottawa / University of Ottawa, 2014. http://hdl.handle.net/10393/31644.
Full textAbstract:
Les concentrateurs photovoltaïques sont parmi les technologies d'énergies solaires les plus prometteuses. Ils ont une efficacité allant jusqu'à deux fois celle des panneaux photovoltaïques conventionnels. Malgré les avancements en recherche et développement, les concentrateurs photovoltaïques demeurent des systèmes relativement complexes. Cette même complexité laisse place à l'innovation et à la possibilité de réduire considérablement les coûts de fabrication.
Dans le cadre de cette thèse, deux sites de tests sont développés et déployés pour faire l'analyse des performances des concentrateurs photovoltaïques plats. Quatre designs de cellules solaires sont caractérisés en laboratoire et incorporés dans les panneaux prototypes pour ensuite être individuellement étudiés. Les quatre designs sont ensuite comparés l'un à l'autre, et selon leurs emplacements, pour comprendre comment le design de la cellule affecte la performance des panneaux.
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Ibrahim, Idowu David. "Development of Smart Parabolic Trough Solar Collector for Water Heating and Hybrid Polymeric Composite Water Storage Tank." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASG049.
Full textAbstract:
Les sources d’énergies utilisées pour le chauffage de l’eau dans les bâtiments commerciaux et résidentielles sont multiples. Ces ressources sont essentiellement électriques dans les milieux urbains et utilisent le bois dans les milieux ruraux. Le pourcentage de l’énergie solaire utilisé reste assez faible. Les méthodes les utilisées pour produire l’eau chaude sont pour basés pour l’essentielle sur l’utilisation des résistances électrique ou des capteurs solaire plat. Le travail présenté dans cette thèse est basé sur l’utilisation des concentrateurs solaires pour chauffer des collecteurs d’énergie. Le rendement est augmenté par le développement de nouveau matériaux pour le stockage.La structure pour le support du collecteur a été conçue et analysée utilisant le logiciel Solidworks®. Les forces agissant sur les éléments de la structure sont simulées pour assurer la fiabilité du support lors des différentes conditions de fonctionnement. L’analyse par la méthode des éléments finis a permis la vérification de la structure utilisée pour le réflecteur et son support.Les performances énergétiques ont été simulées pour cinq ans d’opération utilisant le logiciel Matlab Simulink®. Cette simulation a été basée sur l’utilisation de trois données différentes. La première est une base de données météorologique de cinq ans en Afrique du Sud dans la Ville de Tshwane. La deuxième est un profil d’utilisation pour un foyer type. La troisième est le coût de complément de chauffage en électricité dépendant de l’heure de l’utilisation. Cette simulation a permis la validation des choix de dimensions de différents éléments du système de chauffage.Cette étude a permis le développement d’une approche pour la conception d’un système de chauffage solaire en optimisant les dimensions des différents éléments pour un foyer type et une région spécifique.De plus, nous avons conçu un autre réservoir d’eau chaude. Nous avons démontré que l'utilisation de matériaux polymères et d'autres matériaux comme le polyuréthane, le sel et l'aluminium est possible pour le développement d'un réservoir de stockage d'eau chaude en fonction de leurs propriétés inhérentes.L'extension des résultats de cette thèse améliorera encore les conceptions des technologies de concentrateurs solaires et des systèmes de chauffage solaire de l'eau. Par conséquent, certaines recommandations et suggestions sont mises en évidence afin d'améliorer la conception, l'analyse et les performances globales du systèmeIn recent years, various energy sources and methods have been used to heat water in domestic and commercial buildings. The known sources for water heating include electrical energy and solar radiation energy in the urban regions or burning of firewood in the rural areas. Several water heating methods may be used such as electrical heating elements, solar concentrators, flat plate collectors and evacuated tube collectors. This thesis focuses on ways to further improve the system’s performance for water heating through the combined use of solar energy and solar concentrator technique. Furthermore, the study proposed an alternative design method for the hot water storage tank.The solar collector-supporting frame was designed and analysed using Solidworks®. The forces acting on the structural members were simulated to determine the capacity of the frame to sustain the load, and the possible regions on the supporting frame, which could potentially fail while in operation.Energy performance was simulated for five years of operation using Matlab Simulink® software. This simulation was based on the use of three different data. The first is a five-year weather database of the City of Tshwane in South Africa. The second is a hot water consumption profile for a typical household. The third is the cost of additional heating with electricity depending on the time of use. This simulation allowed the validation of the choices of the different elements of the heating system.This study allowed the development of an approach for the design of a solar heating system by optimising the dimensions of the different elements for a typical household and a specific region.In addition, the use of polymeric materials and other materials like polyurethane, salt and aluminium is possible for the development of a hot water storage tank based on their inherent properties.Extending the findings in this thesis will further improve the designs for solar concentrator technologies and solar water heating systems. Therefore, some recommendations and suggestions are highlighted in order to improve the overall system design, analysis and performance
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Duchemin, Yann. "La navigation astronomique d'une sonde autonome, pour l'exploration du système solaire à l'ère de Gaia." Electronic Thesis or Diss., Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019PSLEO002.
Full textAbstract:
Les sondes spatiales sont actuellement guidées en majorité par le réseau de radiotélescopes du Deep Space Network (DSN). Seule l'attitude (orientation) de la sonde peut être déterminée de manière autonome grâce à la visée d'étoiles. Le nombre croissant de sondes spatiales, l'utilisation de moteurs ioniques impliquant l'abandon des trajectoires balistiques, vont augmenter la pression sur les réseaux de suivi du DSN. La navigation totalement autonome d'une sonde va devenir essentielle. Une sonde doit savoir « faire le point » comme un navire en mer, à la différence fondamentale près, que l'on ne se place plus sur une surface, mais dans un espace a trois dimensions (quatre si on inclut le temps). Les expériences menées jusqu'à présent se sont limitées à une autonomie des sondes lors de leur arrivée dans l'environnement d'une planète: la cartographie embarquée de la planète permet à la sonde de se situer dans l'espace proche de la planète. Quelques missions automatiques ont permis l'exploration d'astéroïdes, d'approcher des comètes, ou encore de photographier la Lune. Mais le problème reste entier pour une sonde éloignée pour laquelle on ne peut pas conserver un contact permanent. Le travail réalisé dans cette thèse a été d'examiner les possibilités pour une sonde de connaître sa position indépendamment de toute aide du sol à différentes étapes d'une mission. Pour la localisation autonome, il est indispensable de bien repérer les corps mobiles du système solaire, et d'en évaluer leur magnitude. Leur utilisation et leur sélection en cours de mission va dépendre de la précision de leurs éphémérides respectives qui va influer sur la précision de localisation de la sonde. Les contraintes dues aux matériels d'observation embarqués ont dû être pris en compte, plus particulièrement pour le système d'observation qui est au cœur du système. Les méthodes à utiliser doivent être efficaces dans le cas de positionnements successifs sur une trajectoire estimée en phase voyage. C'est pourquoi, à partir d'une position a priori connue, j'ai convergé vers une méthode probabiliste de localisationSpacecrafts are nowadays mainly guided by Deep Space Network (DSN) radio telescopes. Stellar sensors can only provide the attitude (orientation) of the probe. The increasing number of spacecrafts, the use of ion thrusters involving the abandonment of ballistic trajectories, will raise the load on DSN tracking arrays. Totally autonomous navigation is becoming essential. A probe must be able to « take a bearing », like a ship at sea, except that the environment is a three-dimensionnal space (four, with time). So far, spacecrafts have experimented autonomous navigation only while approaching a planet, using onboard mapping. A few automated space missions have allowed to explore asteroids, to get close to comets or to photography the Moon. But the issue remains unresolved in the case of a remote probe for which permanent contact can’t be kept. The aim of my research works was to investigate the possibilities for a spacecraft to know its position at different stages of the mission without any information from the ground. It is essential for autonomous localization to properly identify solar system mobile bodies and evaluate their magnitude. During mission, the choice and use of an object will depend on the accuracy of its ephemerides. Moreover, constraints due to on-board equipment have to be taken into consideration. In the case of successive positionning on an estimated trajectory during cruise travel, effective means must be used. Therefore, I have chosen a probabilistic method of localization from an a priori known position
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Joiret, Sarah. "Déterminer l'origine des éléments volatils terrestres à l'aide de simulations dynamiques et de mesures isotopiques de gaz rares dans les météorites." Electronic Thesis or Diss., Bordeaux, 2024. http://www.theses.fr/2024BORD0162.
Full textAbstract:
L'origine des volatils, tels que l'eau ou les gaz rares, sur les planètes terrestres est étroitement liée à l'évolution dynamique précoce du système solaire. En particulier, on pense qu'une instabilité dynamique entre les planètes géantes a donné lieu à un bombardement de comètes et d'astéroïdes dans le système solaire interne. Cette instabilité a dû se produire dans les 100 premiers millions d'années du système solaire, potentiellement avant le dernier impact géant sur la Terre. Cependant, cette chronologie semble en conflit avec les signatures isotopiques distinctives du xénon dans le manteau et l'atmosphère de la Terre. Dans cette thèse, j'évalue les effets d'une instabilité précoce sur l'apport d'astéroïdes et de comètes sur les planètes terrestres, en particulier la Terre, et ce que cela implique pour leurs budgets volatils respectifs. J'aborde cette question à l'aide de simulations à N-corps de l'évolution précoce du système solaire, de calculs de probabilités de collision, de simulations d'impacts et de mesures isotopiques de gaz rares. Dans Joiret et al. (2023), la stochasticité du bombardement cométaire est soulignée, car il y avait probablement un grand nombre de très grosses comètes dans le disque externe primordial. Sur base de ces résultats, Joiret et al. (2024) démontre qu'une augmentation tardive du flux cométaire par rapport au flux astéroïdes carbonés est possible, et peut notamment expliquer la dichotomie de la signature du xénon entre le manteau et l'atmosphère de la Terre. Les simulations hydrocode montrent que les comètes implantées dans le système solaire interne suite à l'instabilité ont pu apporter des volatiles de façon efficace à la Terre. Enfin, nos mesures de spectrométrie de masse montrent que les météorites HED, qui proviennent de la croûte de Vesta, ne contiennent aucune signature cométaire. À l'aide de simulations numériques, je montre que cela est probablement lié à la faible attraction gravitationnelle de Vesta qui entraîne une faible efficacité d'accrétion des impacteurs cométaires ayant des vitesses réalistesThe origin of volatiles, such as water or noble gases, on the terrestrial planets is closely related to the early dynamical evolution of the solar system. In particular, it is believed that a dynamical instability among the giant planets triggered a bombardment of comets and asteroids in the inner solar system. The timing of this instability is constrained to the first 100 million years after gas disk dispersal, possibly before the last giant impact on Earth. Such a timing, however, appears in conflict with the disparate signatures of xenon isotopes in Earth's mantle compared to its atmosphere. In this thesis, I assess the dynamical effects of an Early Instability on the delivery of carbonaceous asteroids and comets to the terrestrial planets, in particular Earth, and address the implications for their volatile budget. I approach this issue with N-body simulations of the solar system's early evolution, calculations of collision probability, impact simulations and isotopic measurements of noble gases. In Joiret et al. (2023), the stochasticity of the cometary bombardment is emphasized, as very large comets should have been numerous in the primordial outer disk of cometesimals. Building from these results, Joiret et al. (2024) demonstrate that an increase in cometary flux relative to carbonaceous asteroids at late times is possible, and may notably offer an explanation for the xenon signature dichotomy between the Earth’s mantle and atmosphere. Hydrocode simulations show that comets implanted in the inner solar system as a result of the instability could have been highly efficient at delivering volatiles to Earth. Finally, our mass spectrometry measurements indicate that HED meteorites, thought to originate from Vesta's crust, do not contain any cometary signature. Using numerical simulations, I show that it is likely related to Vesta's weak gravitational attraction resulting in a low accretion efficiency of cometary impactors having realistic velocities
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Castro, Moema Soares de. "Système de pompage de l'eau utilisant une pompe gas-lift et alimenté par énergie solaire." Toulouse, INPT, 1994. http://www.theses.fr/1994INPT060G.
Full textAbstract:
En zones rurales des pays en developpement, le manque d'eau constitue l'un des problemes les plus urgent a resoudre. La disponibilite de l'energie solaire dans ces pays croit avec les besoins d'eau, alors il nous semble que l'utilisation de cette source d'energie pour le pompage de l'eau est une question rationnelle. Notre etude est portee sur un systeme de pompage d'eau en utilisant l'energie solaire. Il s'agit de la mise en uvre d'un cycle a absorption discontinu fonctionnant avec le melange eau-ammoniac ; l'ammoniac obtenu par chauffage du melange par energie solaire constitue le fluide moteur actionnant une pompe a eau. La circulation du fluide caloporteur est garantie par le fonctionnement gas-lift du capteur solaire. A la sortie du capteur la vapeur d'ammoniac entraine la pompe hydraulique du type diaphragme a double effet. Ce dispositif peut aussi assurer la circulation du melange si le phenomene gas-lift est juge insuffisant, par recuperation de travail sur l'axe moteur de la pompe. Dans l'absorbeur, la phase liquide sortant du capteur absorbe la vapeur d'ammoniac. L'eau pompee du puits est utilisee pour refroidir l'absorbeur duquel sort le melange, riche en ammoniac, retournant au capteur. L'ensemble ainsi obtenu est donc susceptible de s'auto-adapter aux variations journalieres et saisonnieres de l'ensoleillement. Bien que notre etude ait ete centree sur la mise en uvre et l'etude de la performance du capteur solaire, point cle du systeme a absorption, nous avons reconstitue le fonctionnement du systeme de pompage, utilisant la simulation base sur le logiciel trnsys nous avons developpe des elements pour simuler le capteur diphasique, l'absorbeur et la pompe a diaphragme
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Aguilar, Guido Javier Rostegui. "Metodologia para avaliação do dimensionamento de sistemas fotovoltaicos conectados à rede." Universidade de São Paulo, 2018. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-01102018-150148/.
Full textAbstract:
Este trabalho apresenta a avaliação do dimensionamento de sistemas fotovoltaicos conectados à rede por meio de indicadores de custo de energia; foram feitas diversas simulações de geração de energia para sistemas fotovoltaicos com diferentes configurações e tamanhos com o objetivo de verificar a aplicabilidade do método proposto a qualquer sistema. Com a utilização dos indicadores busca-se determinar uma configuração adequada de módulos fotovoltaicos dentro do sistema, isto é, o espaçamento entre fileiras de módulos, o ângulo de inclinação destes, a quantidade de strings e a quantidade de módulos por string, considerando o impacto que estas variáveis têm na geração de energia do sistema ao longo dos anos de vida do projeto. Para avaliar esse impacto são utilizados três indicadores, a saber, o custo da energia gerada, entendida como o custo de instalação de um sistema fotovoltaico (incluindo custo de equipamentos, estruturas, componentes elétricos, mão de obra, lucro do instalador, etc.) dividido pela quantidade de energia que o sistema é capaz de entregar à rede elétrica, o custo nivelado de energia simples (sLCOE por sua sigla em inglês) e o custo nivelado de energia (LCOE) calculado pelo método da taxa de encargo fixo (FCR por sua sigla em inglês). Os indicadores são apresentados em valores em USD/kWh. As simulações foram realizadas em duas locações utilizando equipamentos comercializados atualmente, para sistemas com e sem rastreador solar. O software utilizado para realizar as simulações foi o System Advisor Model (SAM), software gratuito desenvolvido pelo National Renewable Energy Laboratory (NREL) para dimensionamento e cálculo de sistemas fotovoltaicos.This work presents the evaluation of the sizing of grid-connected photovoltaic systems by means of energy costs indicators; several simulations of power generation for photovoltaic systems with different configurations and sizes were carried out to verify the applicability of the proposed method to any system. By using the indicators it is sought to determine a suitable configuration of photovoltaic modules within the system, that is, the spacing between rows of modules, their tilt angle, the number of strings and the number of modules per string, considering the impact that these variables have on system power generation. In order to evaluate this impact, three indicators are used, namely the cost of the generated energy, understood as the cost of installing a photovoltaic system (including cost of equipment, structures, electrical components, labor, profit of the installer, etc.) divided by the amount of energy that the system is able to deliver to the grid in the first year of operation, the Simple Levelized Cost of Energy (sLCOE) and the Levelized Cost of Energy (LCOE) calculated by the Fixed Charge Rate (FCR) method. The indicators are presented in values in USD/kWh. The simulations were carried out in two locations using commercially available equipment, for fixed-tilt and single axis tracker systems. The software used to perform the simulations was the SAM, free software developed by NREL for sizing and calculation of photovoltaic systems.
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Griveaud, Philippine. "Migration de planètes géantes dans des disques à faible viscosité." Electronic Thesis or Diss., Université Côte d'Azur, 2024. http://www.theses.fr/2024COAZ5050.
Full textAbstract:
Un récent changement dans le paradigme de modélisation des disques protoplanétaires privilégie le transport de moment cinétique à travers des vents de disque magnétiquement entraînés plutôt que de l'accrétion turbulente sur l'étoile centrale. Ce modèle maintient des niveaux de viscosité très faibles dans le plan médian du disque, ce qui pourrait avoir de fortes conséquences sur notre compréhension de la formation des systèmes planétaires. Au cours des 30 dernières années, les études sur la migration planétaire se sont principalement concentrées sur les disques très visqueux. Le travail de cette thèse examine comment une faible viscosité influence la migration de multiples planètes géantes. Dans la première partie, nous étudions la migration de paires de géantes gazeuses. Nos résultats montrent un comportement de migration très différent pour Jupiter et Saturne par rapport aux disques à haute viscosité. Précédemment en résonance de mouvement moyen 3:2 et en migration vers l'extérieur, elles sont maintenant dans une résonance 2:1 et migrent vers l'intérieur. L'étude inclut une vaste exploration des paramètres, dont la masse de la planète externe, validant ainsi nos résultats selon lesquels la résonance 2:1 n'est jamais franchie, entraînant probablement une migration vers l'intérieur. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous élargissons notre étude initiale en ajoutant Uranus et Neptune au système pour explorer quelles chaînes résonantes peuvent se former à faible viscosité. Construire des chaînes résonantes stables se révèle difficile en raison des sillons plus larges et plus profonds creusés par les planètes dans un disque à la faible viscosité, réduisant ainsi les effets d'amortissement sur les résonances et affaiblissant leur stabilité. Malgré ces défis, nous obtenons cinq chaînes résonantes stables de quatre ou cinq planètes, pour deux différentes épaisseurs de disque. Nous trouvons également que dans un disque mince (donc froid), les quatre géantes inversent leur migration vers l'extérieur. Nous avons ensuite étudié si ces chaînes pourraient servir de conditions initiales au Modèle de Nice -- une instabilité des planètes géantes se produisant après la dispersion du disque de gaz. À travers une étude statistique de simulations N-corps, nous constatons que les chaînes formées dans des disques froids produisent un taux de réussite de ~1% pour reproduire le Système Solaire actuel, tandis que celles formées dans un disque plus épais sont trop stables et incapable de reproduire le Modèle de Nice. Ce taux de réussite est évalué en fonction de quatre critères conçus pour correspondre aux caractéristiques du Système actuel. Un taux de réussite de ~1% est conforme à la littérature sur le modèle Nice et suffit à expliquer notre système unique. Nous concluons que le Système Solaire aurait pu émerger d'un disque à faible viscosité, à condition que le disque ait été froid et que le disque de planétésimaux ait été massif. Cette étude offre la première analyse dynamique cohérente des planètes géantes du Système Solaire, de leur migration au modèle de Nice.Enfin, à ce jour un seul disque protoplanétaire a été observé avec deux protoplanètes à l'intérieur: PDS 70. Les deux géantes de ce système semblent être proches de la résonance 2:1. Il serait intéressant de comparer nos résultats avec ce système.Cependant, les observations des disques protoplanétaires montrent surtout la poussière dans les disques. Par conséquent, pour comparer efficacement nos simulations numériques avec des systèmes observés, il est crucial d'incorporer la poussière dans nos modèles. Dans le but de modéliser le système PDS 70, nous avons commencé l'intégration des poussières dans nos simulations initiales. Ce projet vise à évaluer si un disque de faible viscosité peut reproduire avec précision à la fois l'évolution dynamique des deux planètes de PDS 70 ainsi que la structure de la poussière observée dans le systèmeA paradigm shift in protoplanetary disc (PPD) modelling has recently occurred, favoring magnetically-driven disc winds in the upper layers over turbulence-driven accretion onto the central star. In this model, the disc's midplane would maintain very low viscosity levels. This shift in paradigm could have significant implications for planetary system formation. Over the past 30 years, the literature on planet-disc interactions has mostly considered highly viscous discs. This thesis investigates how a low-viscosity midplane influences the migration of multiple giant planets.In the first part of this thesis, we examine the migration of pairs of giant planets. Our results show a profoundly different migration behaviour of Jupiter and Saturn compared to that in a high-viscosity disc.Previously locked in a 3:2 mean motion resonance (MMR) and migrating outwards, we find them locked in a 2:1 MMR and migrating inwards. The study covers a wide parameter space, including the mass of the outer planet, which validates the robustness of our result. For any pair featuring an inner planet of Jupiter's mass, the 2:1 MMR is never crossed, resulting most likely in inward migration.In the second part of this thesis, we expand upon our initial study by adding Uranus and Neptune in the system. The aim of this project was to explore what resonant chains of multiple giant planets can form in a low-viscosity disc, and whether these configurations can evolve into forming the Solar System in the post gas disc phase. First, we find that building stable resonant chains of giant planets in a low-viscosity disc is quite challenging. Lower viscosity results in wider and deeper gaps opened by the giant planets, which reduces the disc's damping effect. Consequently, when planets enter a resonance, the resonant angle stays closer to circulation, weakening the chain. Despite these challenges, our exploration of numerous configurations revealed five stable resonant chains of four or five planets for two different disc thicknesses.Additionally, we discovered that in a thin (and thus cold) PPD, the four giant planets reverse their migration direction and move outwards. We then investigated whether these resonant chains could serve as initial conditions for the Nice Model -- a giant planet instability phase occurring after the gas disc dispersal.Through a statistical study of N-Body simulations, we found that chains formed in cold PPDs yield about a 1% success rate in reproducing the current Solar System, whereas those formed in a thicker disc are highly stable and do not replicate the Nice Model. This success rate is assessed against four criteria designed to match features of today's Solar System. A 1% success aligns with the Nice Model literature, and is sufficient to explain our uncommon system. We conclude that the Solar System could have emerged from a low-viscosity disc, provided the disc was cold and the leftover planetesimal disc was massive.This work presents the first fully consistent dynamical study of the giant planets in the Solar System, covering their migration in the protoplanetary disc up to the Nice Model instability.Finally, the only system with multiple protoplanets observed in a protoplanetary disc to date, PDS 70, has two giant planets located near the 2:1 MMR. It is compelling to compare these findings with those from the first part of this thesis. However, observations of protoplanetary discs trace the dust component of the disc. Therefore, to effectively compare numerical simulations with observed systems, it is crucial to incorporate dust into the numerical models. In an effort to replicate the PDS 70 system, we have begun integrating dust into our simulations from our initial work. This project aims to assess whether a low-viscosity disc can accurately reproduce both the dynamical evolution of the two planets in PDS 70 and the observed dust structure in the system
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Espargilliere, Harold. "Système de refroidissement sec et de production d'eau pour centrale électrosolaire thermodynamique à cycle de Rankine." Thesis, Perpignan, 2017. http://www.theses.fr/2017PERP0004.
Full textAbstract:
Les centrales solaires à concentration industrielles consomment 4 m3/MWh d’eau pour le refroidissement de leur cycle thermodynamique. En environnement aride, cela est susceptible d'induire des conflits d’usages sur une ressource encore plus fondamentale que l’électricité, l'eau. Ce constat met en évidence la nécessité de concevoir des solutions alternatives de refroidissement sèches mais tout aussi efficaces. Le champ solaire d’une centrale CSP représente 50% de son coût d’investissement pour n’être utilisé que de jour pour la production de chaleur nécessaire au cycle thermodynamique. L'approche du sujet de thèse consiste à utiliser cette surface considérable comme macro-échangeur de chaleur avec son environnement via un transfert thermique couplé avec l'air ambiant (convectif) et avec l'espace extra-atmosphérique à 3K (radiatif). Après avoir démontré la pertinence des matériaux du champ solaire pour une telle application, le travail de thèse a montré expérimentalement qu'au-delà d'extraire les chaleurs fatales du cycle thermodynamique, il pouvait aussi produire du froid par transfert radiatif nocturne. Une solution alternative innovante pour le refroidissement des centrales solaires CSP offrant deux nouvelles fonctionnalités à leur champ solaire déjà existant au bénéfice de son amortissementIndustrial concentrated solar power plants consume 4 m3/MWh of water to cool down their thermodynamic cycle. In arid area, it could induce conflicts of use on a more fundamental resource than electricity. This fact highlights the need to develop alternatives dry cooling technologies but equally effective. The solar field represents 50% of the investment cost of a CSP plant to be used only daily for the heat production needed for the thermodynamic cycle. The approach of the project is to use this huge area as macro-heat exchanger with its surrounding environment through a coupled heat transfer with the ambient air (convective) and with outer space at 3K (radiative). After validating the compatibility of solar field materials for a such application, these research works has shown experimentally that in addition to extract the waste heat of the thermodynamic cycle, it could also produce cold by night radiative cooling. An innovative alternative solution for cooling CSP plants offering two new features to their already existing solar field for the benefit of its paying off
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Agrouaz, Younes. "Modélisation et simulation d’un système de rafraîchissement solaire basé sur la machine à absorption couplée aux chauffe-eaux solaires." Thesis, Pau, 2019. http://www.theses.fr/2019PAUU3008.
Full textAbstract:
Au cours des dernières années, l'utilisation des systèmes de climatisation classiques a connu une augmentation importante qui directement augmente la consommation d'électricité dans différents types de bâtiments.Par conséquent, le développement du système de climatisation solaire appliqué aux bâtiments est la nouvelle technologie qui pourrait remplacer le système conventionnel à compresseur. De cette façon, il est nécessaire de comprendre et d’évaluer cette solution alternative. À cet effet, notre Institut de recherche en énergie solaire et en énergies renouvelables (IRESEN) a financé un projet appelé «Refroidissement solaire au Maroc» basé sur la technologie d'absorption, afin de réaliser des études de faisabilité sur ce type de systèmes afin de les intégrer dans la nouvelle génération du bâtiment.Dans ce but, cette thèse a traité un système de refroidissement solaire en utilisant la machine à absorption comme la technologie de production de froid dans différentes conditions et climats. Tout d'abord, cette thèse commence par une étude bibliographique ou elle analyse et critique plusieurs travaux traitant les systèmes de refroidissement solaire, ainsi que les diffèrent technologie de capteur solaire. Deuxième point de cette thèse focalise sur la machine à absorption où elle présente un modèle mathématique d'une machine à absorption à simple effet, afin de comprendre le comportement dynamique de ce type de machine face à une variation des conditions extérieures telles que (rayonnement solaire, température extérieure, charges climatique internes). En plus, l'analyse du système de refroidissement solaire devrait prendre en compte une approche énergétique et financière qui permette de prévoir toutes les performances énergétiques (fraction solaire, coefficient de performance, efficacité thermique et efficacité exergétique…) et d'optimiser la taille des composants les plus importants, qui sont la surface du capteur solaire et le volume du ballon de stockage. Une évaluation détaillée de ces deux paramètres est examinée dans les six zones climatiques du Maroc, puis généralisée à neuf capitales africaines afin de fournir un outil numérique pour le dimensionnement et l'optimisation du système de refroidissement solaire non seulement au Maroc mais également dans l'ensemble des régions africainesIn the last few years, the use of conventional air conditioning system has known an important increase, which directly increase the electricity consumption in different type of building.Therefore, the development of solar cooling system applied to buildings is the new technology that could replace the conventional system of air conditioning. That way, there is a need to understand and evaluate this alternative solution. For that purpose, our Institute of Research in Solar energy and renewable energies (SPCM) has finance a project called Solar cooling in Morocco based on the absorption technology, in order to have a feasibility studies on this kind of systems, in the scope of implementing them in the new generation of buildings. Thus, this thesis treats the solar cooling system using an absorption chiller as the technology of cooling under different conditions and climates. Firstly, it presents a mathematical model of a single effect absorption chiller, in order to understand the dynamic behavior of this kind of machine when they are confronted to a variation in the external conditions such as (solar radiation, external temperature, cooling loads).Moreover, the analysis of the solar cooling system should take into account an energetic and a financial approach to predict all the energetic performances (solar fraction, coefficient of performance, thermal efficiency and exergetic efficiency…) and to optimize the size of the most important component which are the solar collector surface and the storage tank volume. A detailed assessment of these two parameters is investigated in the six climatic zones of Morocco and then it is generalized to nine African capitals in order to give a numerical tool to pre-sizing and optimizing the solar cooling system not only in Morocco but also in all Africa
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Mathieu, Antoine. "Contribution à la conception et à l'optimisation thermodynamique d'une microcentrale solaire thermo-électrique." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0027/document.
Full textAbstract:
En ce début de millénaire 1,4 Milliards d'humains, parmi les plus démunis de la planète, vivent dans des sites isolés et ne bénéficient pas de réseaux de distribution d'énergie. Leur besoin en électricité est modeste, mais important en terme d'usages : accès aux soins médicaux et à l'instruction, communication, développement d'économies locales. C'est face à ce constat que Schneider Electric Industries relève, depuis 2009, le défi de concevoir et réaliser des microcentrales solaires thermodynamiques, concurrentielles à d'autres solutions, pour fournir à ces populations une énergie électrique fiable et respectueuse de l'environnement. Inscrit dans le cadre de ce projet, le présent travail - réalisé en Cifre - est séquencé par l'évolution industrielle du projet. Dans un premier temps, un Etat de l'Art, étendu à une analyse de détail, a contribué à privilégier certains choix technologiques : capteurs solaires à concentration, stockage thermique à chaleur sensible et moteur de Stirling. Dans un second temps, une étude thermodynamique préliminaire a permis d'évaluer le dimensionnement d'éléments clefs du système : champ de captage solaire et stockage thermique. En complément une étude de sensibilité paramétrique du dimensionnement et des performances à divers facteurs de pertes énergétiques a souligné les points durs techniques et participé à l'orientation des travaux de conception. Enfin, l'analyse exergétique de fonctionnement de capteurs solaires et d'un moteur Stirling en régimes dynamiques stationnaires proposent des bases pour l'optimisation de contrôle et commande, visant à accroître les performances énéergétiques du système et favoriser sa viabilité thermoéconomiqueAs a new millenium begins, 1.4 Billion people worldwide earn less than 2 dollars daily and have no access to the power grid. The need of electric power of these people represent small energy amounts but is very important regarding to the usage : acces to healthcare and education, communication, local economic development. In reponse to the situation, since 2009, Schneider Electric Industries takes up the challenge to design and realize micro solar power plants, competitive with other solutions, to supply these people with reliable and environment-friendly electricity. Dealing with this project, this work has been realized under contract, so it follows the development sequence of the industrial project. The first part is a State of the Art of the actual solar thermodynamical technologies. This task is extended to a qualitative evaluation of various technologies, as a contribution to select adapted technologies: concentrating solar thermal receivers, sensible heat thermal storage and Stirling engine. The secon step is a preliminary thermodynamics analysis of the whole system, that allowed to evaluate key features: the size of the solar receivers area, the thermal storage volume, and overall energy performance. This task is streched by a sensitivity analysis of the sizing and performances, according to various energy losses parameters, that shows the technical hard spots of the design. Finally, an exergy-based dynamical analysis of stationary operating solar receivers and Stirling engines leads to a propostion of basis methods and criteria for the optimal control of power, in order to maximize the energy performances of the system and to enhance its competitiveness
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Morgado, Correia Alexandre Carlos. "Evolution à long terme de la rotation de Vénus." Paris 7, 2001. http://www.theses.fr/2001PA077222.
Full text
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Vernazza, Pierre. "Etude des propriétés physiques des astéroïdes." Observatoire de Paris (1667-....), 2006. http://www.theses.fr/2006OBSP0129.
Full textAbstract:
En tant que résidus primitifs de la formation du système solaire, les astéroïdes nous donnent une indication sur le mélange chimique à partir duquel les planètes se sont formées, il y a 4. 6 milliards d'années. Leur étude permettra de contraindre les modèles de formation du système solaire. La composition minéralogique des astéroïdes est déduite de la comparaison de leurs spectres avec ceux d'échantillons terrestres et météoritiques. Cependant, des processus d'altération spatiale (ex : vent solaire) modifient les propriétés optiques de surface des astéroïdes. Ainsi, il est essentiel de caractériser les effets de ces processus sur tous les types de composition minéralogique afin d'investiguer plus en détails les propriétés physiques des astéroïdes. Au cours de ma thèse, j'ai utilisé la spectroscopie pour étudier la nature physique des astéroïdes de la ceinture principale et des géocroiseurs. J'ai observé des géocroiseurs, ainsi que la famille de Karin issue de la fragmentation d'un astéroïde il y a 5. 8 millions d'années, et pu ainsi statuer sur l'homogénéité du corps parent. Enfin, j'ai observé les candidats de la mission Rosetta, ainsi que les deux candidats de la mission Dawn. Ces données permettront de faire une comparaison avec les résultats obtenus in-situ. Par ailleurs, j'ai effectué des expériences d'irradiation en laboratoire afin de reproduire les effets du vent solaire sur divers échantillons. Ces travaux ont permis de créer un modèle d'altération spatiale utilisable avec les modèles de réflectance. Enfin, l'irradiation d'une eucrite a permis de déduire la présence d'un champs magnétique sur VestaAs the primitive, remnant building blocks of the solar system formation, asteroids offer clues to the chemical mixture from which the planets formed some 4. 6 billion years ago. Their study will allow to constrain the models of the solar system formation. We deduce the mineralogical composition of asteroids by comparing their reflectance spectra with those of terrestrial and meteoritical samples. However, space weathering processes alter the optical properties of the asteroid surfaces. This alteration modifies the color of most asteroids but bot all. Thus, it appears fundamental to understand the effect of these processes on every type of meteorite in order to investigate in more detail the physical properties of asteroids. During my thesis, I used spectroscopy in order to the physical properties of main-belt asteroids and near-earth objects. The aim of the NEO survey has been to make a taxonomy of this population in order to determine the source(s) of re-supply of this population (maib-belt, comets). I also observed the Karin family, that formed 5. 8 Myr ago from the breakup of a single parent body, in order to have some hints on the internal structure and composition of the parent body (homogeneous or differentiated). Finally, I observed the targets (Lutetia and Steins) of the Rosetta mission, as well as the two candidates (Ceres and Vesta) of the Dawn mission. These data will allow to perform a comparison with the results obtained in-situ. I also performed irradiation experiments in a laboratory in order to reproduce the solar wind effects on differents samples. These experiments allowed to build a space weathering model which can be used with different scattering laws (Hapke, Shkuratov). The irradiation of an eucrite allowed to suggest the presence of a magnetic field on Vesta. This prediction can be confirmed by ground based observation and/or by the Dawn mission
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Auge, Basile. "Effet du rayonnement cosmique galactique sur les petits corps glacés du système solaire externe : indices pour la formation de la matière organique des micrométéorites antarctiques ultra-carbonées." Thesis, Normandie, 2017. http://www.theses.fr/2017NORMC228.
Full textAbstract:
Les météorites et particules de poussière interplanétaire apportent des contraintes sur la formation et l’évolution de la matière dans le système solaire. Les micrométéorites, dont certaines proviennent des régions externes du système solaire, représentent la source dominante de matière extraterrestre arrivant sur Terre. Les micrométéorites collectées dans les neiges antarctiques sont dans un excellent état de conservation du fait de conditions géographiques et météorologiques favorables à leur préservation. La collection CONCORDIA/CSNSM de micrométéorites contient en particulier des micrométéorites peu altérées thermiquement lors de leur entrée atmosphérique. Certaines sont caractérisées par une très haute teneur en matière organique, dépassant 50% en volume, très largement au dessus des valeurs habituelles trouvées dans les météorites. Cette matière organique présente de plus la spécificité d’être fortement enrichie en deutérium et contient jusqu’à cinq fois plus d’azote celle extraite des météorites.Les différents scénarios proposés pour expliquer la formation de cette matière et satisfaisant à l’ensemble des caractéristiques de ces micrométéorites impliquent des corps parents orbitant au-delà de Neptune, dans la ceinture de Kuiper ou dans le nuage de Oort. La température y est suffisamment basse pour condenser à leur surface les molécules volatiles comme l’azote et le méthane tandis qu’ils sont exposés à l’action radiochimique du rayonnement cosmique galactique. Afin de contraindre ces scénarios, des expériences ont été conduites en exposant différentes glaces N2-CH4 aux faisceaux d’ions du GANIL simulant ce rayonnement. L’évolution chimique des glaces au cours de l’irradiation et pendant le recuit des échantillons a été suivie par spectroscopie infrarouge au moyen de deux dispositifs disponibles au CIMAP : la chambre d’analyse CASIMIR et le nouvel appareil IGLIAS. Des analyses complémentaires ex situ ont été menées par spectrométrie de masse. Les résultats apportant des éléments de réponse à l’origine de la matière organique des micrométéorites ultracarbonées ainsi que sur l’origine de leur enrichissement isotopique seront présentés et discutésExtraterrestrial materials, such as meteorites and interplanetary dust particles, provide constraints on the formation and evolution of organic matter in the young solar system. Micrometeorites represent the dominant source of extraterrestrial matter at the Earth’s surface, some of them originating from large heliocentric distances.Micrometeorites recovered from Antarctica snows provide a unique source of pristine interplanetary dust particles, which underwent a minimal weathering at atmospheric entry. A few percent are characterized by very large carbon content with at least 50% in volume, much higher than the value found in meteorites. This organic matter exhibits extreme deuterium excesses and is unusually nitrogen-rich.Several formation scenarios have been proposed for the formation of the N-rich organic matter observed in UCAMMs, suggesting that these particles come from a parent body orbiting beyond the nitrogen snow line, in the outer Solar System where they are exposed to ions from the galactic cosmic rays. We experimentally evaluate the scenario involving high energy irradiation of icy bodies subsurface orbiting at large heliocentric distances by irradiating N2-CH4 ices with swift heavy ions provided by the GANIL facility. Chemical evolution was monitored by Fourier transform infrared spectroscopy with two experimental set-up : CASIMIR and IGLIAS. Ex situ mass spectroscopy measurement where also conducted. Results concerning the origin of the organic matter found in ultracarbonaceous micrometeorites and the origin of its deuterium enrichment will be presented and discussed
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Kristofersson, Filip, and Sara Elfberg. "Maximizing Solar Energy Production for Västra Stenhagenskolan : Designing an Optimal PV System." Thesis, Uppsala universitet, Institutionen för teknikvetenskaper, 2019. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-384723.
Full textAbstract:
Skolfastigheter is a municipality owned real estate company that manages most of the buildings used for lower education in Uppsala. The company is working in line with the environmental goals of the municipality by installing photovoltaic systems in schools and other educational buildings. Skolfastigheter are planning to install a photovoltaic system in a school in Stenhagen. The purpose of this study is to optimally design the proposed system. The system will be maximized, which in this study entails that the modules will be placed on every part of the roof where the insolation is sufficient. The system will also be grid connected. The design process includes finding an optimal placement of the modules, matching them with a suitable inverter bank and evaluating the potential of a battery storage. Economic aspects such as taxes, subsidies and electricity prices are taken into account when the system is simulated and analyzed. A sensitivity analysis is carried out to evaluate how the capacity of a battery bank affects the self-consumption, self-sufficiency and cost of the system. It is concluded that the optimal system has a total peak power of almost 600 kW and a net present value of 826 TSEK, meaning that it would be a profitable investment. A battery bank is excluded from the optimal design, since increasing the capacity of the bank steadily decreased the net present value and only marginally increased the self-consumption and self-sufficiency of the system.
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Hersant, Franck. "Turbulence dans la nébuleuse solaire primitive et formation du système solaire externe." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00316082.
Full textAbstract:
La turbulence est un phénomène physique majeur de la formation du système solaire. Malheureusement, la simulation numérique d'un fluide astrophysique réaliste est hors de portée des meilleurs super-calculateurs actuels. Pour surmonter cet écueil, on a généralement recours à des modèles qui permettent de réduire le nombre de degrés de liberté du problème. Nous avons utilisé une approche traditionnelle, de type champ moyen avec viscosité turbulente, pour identifier les phénomènes physiques directeurs de la formation du système solaire externe. En utilisant le fractionnement isotopique du rapport D/H entre l'eau et l'hydrogène moléculaire, nous avons déterminé avec précision les conditions thermodynamiques sous-jacentes à la formation des comètes et des planètes géantes. En particulier, nous avons pu reproduire les mesures actuelles sur la composition élémentaire des planètes géantes. Cependant, les objets du système solaire externe montrent une grande disparité de compositions qui semble être intimement liée aux fluctuations turbulentes dans la nébuleuse solaire primitive. Ces fluctuations étant explicitement evincées de l'approche traditionnelle, nous devons développer un modèle les prenant en compte. Les fondements théoriques d'un tel modèle ont été définis, puis appliqués à un écoulement cisaillé simple : l'écoulement de Couette plan.
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Khalfallaoui, Saoussen. "Comportement dynamique et automatisation d’un système solaire thermique muni d’un traqueur solaire." Rouen, 2009. http://www.theses.fr/2009ROUES020.
Full textAbstract:
Ce travail concerne l’étude d’un système solaire thermique. Le comportement thermique instationnaire est exploré selon l’intermittence du rayonnement solaire. La modélisation de ce système a été réalisée en prenant en compte une approche globale pour effectuer un bilan énergétique pour chaque élément du système solaire thermique. Un outil de simulation a été développé sous l’environnement MATLAB® en utilisant l’outil Simulink® pour la résolution des équations issues d’un modèle de connaissance. Ce modèle est validé par comparaison des résultats de simulation aux résultats des mesures effectuées obtenus sur le dispositif expérimental. L’efficacité énergétique du système solaire et le rendement instantané des capteurs solaires ont été étudiés en régime instationnaire. La mise en place d’un traqueur solaire a été effectuée. L’étude a également porté sur le gain en énergie thermique avec traqueur solaire en comparaison avec la configuration où les capteurs solaires sont fixes selon différentes inclinaisonsThis work deals with the study of a thermal solar system. The thermal behaviour is investigated in unsteady state with regard to the intermittency of sunlight. The modelling of this system was carried out taking into account a global approach to make an energy balance for each component of the thermal solar system. A simulation tool was developed under the MATLAB environment using Simulink ® tool for solving this knowledge model. This model is validated by comparing simulation results to measurement data obtained on the experimental set-up. Energy efficiency of the solar system and the instantaneous efficiency of solar collectors have been studied in unsteady state. The realisation of a solar tracker has been completed. The gain in thermal energy with solar tracker has been studied in comparison with the configuration in which the solar collectors are fixed at different inclinations
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Reis, Renato Candido. "Análise do efeito da convecção forçada para resfriamento de sistema térmico fotovoltaico /." Ilha Solteira, 2020. http://hdl.handle.net/11449/192697.
Full textAbstract:
Orientador: Elaine Maria CardosoResumo: O presente trabalho consistiu na análise teórica e experimental de um sistema híbrido PVT - fotovoltaico/térmico. Este consiste de um painel fotovoltaico (PV), com sistema de rastreamento, para aproveitar a radiação solar direta e difusa, e de um sistema d e resfriamento por convecção forçada acoplado, permitindo gerar eletricidade e calor em um único processo além de reduzir a temperatura de operação de um painel solar fotovoltaico comercial e, assim, melhorar sua eficiência energética. O módulo PV está instalado na região noroeste do estado de São Paulo. O conjunto experimental possui um sistema de rastreamento solar azimutal de eixo simples; a tensão e a corrente de saída do painel foram medidas para quantificar a potência produzida levando em consideração diferentes condições de operação. Todos os testes foram realizados in loco usando um painel fotovoltaico comercial, sempre levando em consideração as condições meteorológicas do dia. O rastreamento solar aumenta em 45,5% a energia gerada para um dia do mês de junho em relação a um sistema fixo. O painel fotovoltaico com a parte posterior isolada termicamente opera em condições 15 °C a 20 °C mais quente que um painel não isolado, o que implica em perdas energéticas da ordem de 7,6%. O trocador de calor tipo serpentina, com uso de água deionizada, não mostrou desempenho satisfatório ao resfriar o módulo fotovoltaico devido à significativa resistência térmica de contato com a face posterior do módulo. A análise teórica apre... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Abstract: The present work consisted of a theoretical and experimental analysis of a hybrid PVT – photovoltaic/thermal system. This system consisted of a photovoltaic (PV) panel with a solar tracking system to take advantage of direct and diffuse solar radiation and a forced convection cooling system. This allows the generation of electricity and useful heat in a single process in addition to reducing the operating temperature of a commercial photovoltaic solar panel and thus improves its energy efficiency. The PV module is installed in the northwest region of the state of São Paulo. The experimental apparatus had a single axis, azimuth solar tracking system; the output voltage and current of the panel were measured to quantify the power produced taking into account different operating conditions. All tests were carried out in loco using a commercial photovoltaic panel, always taking into account the weather conditions of the day. Solar tracking increases the energy generated by one day of the month by 45.5% compared to a fixed system. The temperature of the module with a thermally insulated back sheet was 15° C to 20° C hotter than a non-insulated panel, which implies energy losses of the order of 7.6%. The serpentine type heat exchanger, using deionized water, did not show satisfactory performance when cooling the photovoltaic module due to the significant thermal resistance of contact with the rear face of the module. Theoretical analysis showed errors of less than 10% compared to t... (Complete abstract click electronic access below)
Mestre
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Jourdan, Arnaud. "Conception d'un système de cogénération solaire applique à l'habitat, associant un concentrateur miniature et une turbine de telsa." Thesis, Toulouse, INPT, 2013. http://www.theses.fr/2013INPT0103.
Full textAbstract:
La responsabilité de notre activité dans les récentes et parfois brutales modifications climatiques est avérée. Maîtrise de la demande en énergie et énergies renouvelables apparaissent comme les deux solutions pour remédier à cette catastrophe. Dans ce travail, nous nous intéressons à la cogénération appliquée aux bâtiments résidentiels. Deux zones géographiques sont concernées, l'Afrique de l'Ouest et la France. Il n'existe pas de système de cogénération solaire de très faible puissance (< 10 kWe). La solution envisagée dans ce travail consiste à produire de la chaleur à environ 150 °C et un rendement supérieur à 50 %, de l'utiliser ensuite dans un ORC pour produire électricité et chaleur à basse température. Le système complet doit être résistant et à bas coût. Or pour atteindre ces performances, la concentration solaire est obligatoire. Une partie de ce travail consiste donc au développement d'un panneau à concentration solaire qui répond à ces deux contraintes thermiques, mais aussi au fait d'être robuste, fiable et facilement intégrable à l'enveloppe d'un bâtiment. Dans ce cadre, la technologie cylindro-parabolique a été retenue, adaptée et miniaturisée. En ce qui concerne la partie thermodynamique, le verrou technologique se trouve principalement dans le groupe turboalternateur. L'objet de la seconde partie de cette thèse consiste ainsi à la conception d'un organe de détente également robuste, nécessitant qu'une maintenance simplifiée et réalisable par les équipes de SIREA. La turbine Tesla, brevetée en 1913 par Nikola Tesla, devrait satisfaire à ce cahier des charges. Sa particularité est qu'à l'opposée des autres turbines, son rotor ne possède pas d'aubage, mais seulement des disques parallèles. Son fonctionnement est basé sur l'adhésion du fluide aux surfaces des disquesThe responsibility of our activity in the recent and sometimes brutal climate changes is recognized. Energy demand management and renewable energies appear as two solutions to overcome this disaster. In this work, we focus on combined heat and power applied to residential buildings. Two geographical areas are concerned, West Africa and France. For the moment, no system of very low power (< 10 kWe) solar cogeneration exists. In this work, considered solution consists to produce heat at 150 °C and with an efficiency greater than 50 %, then to use it in an ORC for producing electricity and low temperature heat. The whole system has to be resistant and low-cost. But to reach those performances with solar radiation, concentration is necessary. The first part of this thesis is to elaborate a solar concentrating panel which answer to these two thermal constraints. The new solar panel must be robust, reliable and easily integrable on the building envelope. In this context, parabolic trough is adopted, adapted and miniaturised. Regarding the thermodynamic part, technological lock is found mainly in the turbogenerator. The purpose of the second part of this thesis consists of the design of a an expansion equipement, requiring simplified maintenance and achievable by the team of Sirea. The Tesla turbine, patented in 1913 by Nikola Tesla, should satisfy this specification. Its characteristic is that the opposite other conventional turbines, the rotor is not bladed or vaned, only parallel disks. Fluid exerts shear stress on the disk surfaces resulting in a torque at the shaft
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Kuga, Maïa. "Origine des fractionnements isotopiques de l'azote et des gaz rares dans les météorites et les atmosphères planétaires." Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0087/document.
Full textAbstract:
L’azote et les gaz rares présents dans les astéroïdes, les comètes et les atmosphères planétaires sont piégés dans de la matière organique et ont des compositions chimiques qui sont différentes de celle du Soleil, représentatif du gaz primordial à partir duquel les différents objets du système solaire se sont formés il y a 4,5 milliards d’années. Au cours de cette thèse, des synthèses de matière carbonée à partir d’un mélange de gaz ont été réalisées dans un plasma appelé le Nébulotron, afin de mieux comprendre les processus à l’origine des compositions de l’azote et des gaz rares présents dans les météorites. Les caractéristiques de la matière organique ainsi que la composition des gaz rares piégés dans les météorites sont relativement bien reproduites dans les expériences, mais pas celle de l’azote. Ces résultats expérimentaux permettent de proposer des mécanismes clé à l’origine des compositions des éléments volatils présents dans les objets du système solaireNitrogen and noble gases present in asteroids, comets or planetary atmospheres are trapped in organic matter and bear a composition that is different from the composition of the Sun, which is representative of the primordial gas from which the different objects in the solar system were formed 4.5 billion years ago. During this thesis, experimental syntheses of organic matter from gas mixtures in a plasma setup called the Nebulotron were performed in order to better understand the processes responsible for this chemical difference between the meteorites and the Sun for nitrogen and noble gases. The characteristics of the organic matter and the signature of the noble gases trapped in meteorites are relatively well reproduced in the experiments, whereas the composition of nitrogen is not. These experimental results give hints about the key mechanisms that are responsible for the variations of the volatile elements composition in the solar system objects
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Zambolin, Enrico. "Theoretical and experimental study of solar thermal collector systems and components." Doctoral thesis, Università degli studi di Padova, 2011. http://hdl.handle.net/11577/3422853.
Full textAbstract:
Flat-plate and evacuated tube collectors are the most widely used device to convert solar radiation into heat. In conventional applications they can provide energy for domestic hot water or space heating in combination with low water temperature systems.
Testing of thermal efficiency and optimisation of these solar thermal collectors are addressed and discussed in the present work.
A new set of experimental data has been used to evaluate the performance of flat-plate and evacuated collectors at various conditions. Efficiency is measured following the standard EN 12975: standard efficiency curves, input/output energy curves and daily efficiency curves have been obtained from tests.
This approach allows a more comprehensive comparison of the effective performance of the solar thermal collectors considered here.
A simulation tool of the flat-plate thermal collector is also proposed. The numerical model permits to obtain a “virtual collector” and provides information on the predicted performance without constructing prototypes. The three-dimensional steady-state model for flat-plate solar collector is validated comparing model predictions with experimental results obtained from experimental tests on two flat-plate collectors. Measures of the temperature profile in the copper sheet, in the glass cover and in the tubes, and an infrared analysis, are used to investigate the heat losses and optical characteristics.
The numerical model has been also used to analyse comparative effects of varying design choices, with regard to geometry and materials.
The evacuated tube collectors are in principle more expensive than flat-plate collectors and they are suitable for more higher temperature systems (space heating, absorption cooling machines..). Their geometry makes more difficult to fully characterize the collector performance. A new procedure to characterize these type of collectors has been developed and described in this thesis. Efficiency tests have been performed on a U-tube evacuated tubular collector, using a cylindrical absorber, both with and without external CPC (compound parabolic concentrator) reflectors.
Experimental results have been used to validate the new procedure and to provide information on the improvement of collectors’ performance obtained through the use of external CPC reflectors.I collettori solari termici maggiormente impiegati per convertire la radiazione solare in calore sono i collettori a tipologia piana e a tubi evacuati. Nelle applicazioni convenzionali essi vengono utilizzati per la produzione di acqua calda sanitaria o riscaldamento domestico in combinazione con sistemi a bassa temperatura. Prove d’efficienza termica ed ottimizzazione di questi dispositivi solari sono affrontati e discussi in questa tesi. Nuove prove sperimentali in varie condizioni sono state effettuate su collettori piani vetrati e a tubi evacuati per effettuare una nuova analisi comparativa. L’efficienza è stata misurata secondo le indicazioni della normativa europea EN 12975 ed inoltre si sono ricavate curve input-output e di efficienza media giornaliera. Questo approccio permette un confronto più ampio delle prestazioni effettive dei collettori solari considerati. Uno strumento di simulazione delle prestazioni dei collettori a geometria piana è anche proposto. Il modello numerico permette di ottenere un “collettore virtuale” e fornisce informazioni sulle prestazioni di un collettore senza costruirne un prototipo funzionale. Il modello tridimensionale stima le prestazioni di un collettore a geometria piana in condizioni stazionarie ed è stato validato confrontando le prestazioni stimate con i risultati sperimentali ottenuti su due collettori diversi. Misure di temperatura della piastra assorbente, della copertura vetrata, dei tubi dell’arpa ed analisi all’infrarosso sono stati utilizzati per investigare le dispersioni termiche e le caratteristiche ottiche della geometria considerata. Il modello è inoltre stato usato per analizzare gli effetti di alcune scelte progettuali riguardanti la geometria e i materiali dei componenti del collettore. I collettori solari a tubi evacuati sono in linea di principio più costosi dei collettori piani e sono idonei ad applicazioni a più alta temperatura (sistemi di riscaldamento, macchine ad assorbimento..). La loro geometria rende più difficile la caratterizzazione completa delle prestazioni del collettore. Una nuova procedura per caratterizzare questo tipo di collettori è stata sviluppata ed è qui descritta. Sono state eseguite prove sperimentali su un collettore a tubi evacuati, con tubi ad U, con assorbitore cilindrico, con e senza riflettori CPC (compound parabolic concentrator) esterni. I risultati sperimentali sono stati utilizzati per validare la nuova procedura e per fornire indicazioni sull’incremento dell’efficienza dovuto all’impiego dei riflettori CPC.
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Luu, Tu-Han. "Datation à haute précision par l'26Al de l'histoire du disque d'accrétion." Thesis, Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0225/document.
Full textAbstract:
Une période intéressante de l'histoire précoce du système solaire est celle du disque, i.e. la période pendant laquelle se déroule la plupart des processus qui vont conduire du mélange de gaz et de poussières nébulaires à des grains et des planétésimaux, qui seront à un stade ultérieur le matériel de départ pour la formation des embryons planétaires et des planètes. Les témoins de cette époque sont les constituants des météorites primitives (chondrites), principalement les inclusions réfractaires (CAIs) et les chondres. Une des questions centrales dans la compréhension des processus à l'origine des CAIs et des chondres est celle du temps. Les travaux récents de Johan Villeneuve ont permis de démontrer que l'26Al et les isotopes du Mg étaient distribués dans le disque d'accrétion à un niveau d'homogénéité permettant d'utiliser le système 26Al-26Mg comme le chronomètre le plus précis qui soit des évènements qui se sont déroulés lors des 2 ou 3 premiers millions d'années du disque. Le but de cette thèse a été de reprendre toute l'étude de l'26Al avec des mesures de plus haute précision que les mesures existantes, en associant les mesures in-situ (sonde ionique) et en roche totale (HR-MC-ICPMS). Les développements analytiques mis en place pour mesurer les compositions isotopiques en Mg ont été appliqués à l'étude d'olivines réfractaires et de chondres de la météorite Allende, et d'olivines de la pallasite Eagle Station. L'ensemble des données a permis d'apporter des éléments de réponse sur les âges de formation des chondres et de leurs précurseurs, et sur l'origine des olivines réfractaires riches en Mg et la possibilité que celles-ci figurent parmi les précurseurs des chondresThe disk history is a very interesting period of the early Solar System history, i.e. the period during which occurred most of the processes leading from the mixing of nebular gas and dust to grains, and then planetesimals, which will then constitute the starting material for formation of planetary embryos and terrestrial planets. The witnesses of this period that we have in the laboratory are the chondrite constituents, mostly refractory inclusions (CAIs) and chondrules. One of the central questions regarding the processes leading to the formation of CAIs and chondrules is the timing. Villeneuve et al. (2009, 2011) have shown that 26Al and Mg isotopes were homogeneously distributed in the accretion disk, at a level allowing the use of the 26Al-26Mg system as the most precise short-lived chronometer to constrain the 2 or 3 first million years of the disk history. My PhD project aimed at reconsidering the 26Al study with more precise measurements, and by combining in-situ (by MC-SIMS) and bulk (by HR-MC-ICPMS) analyses. The analytical developments we set for Mg-isotope measurements (because of the high precision needed) were then applied to a set of extraterrestrial materials, including Mg-rich isolated olivines and Mg-rich olivines in porphyritic type I chondrules from the Allende CV3 meteorite, as well as chondrules from the same meteorite, and olivines from the Eagle Station pallasite. The whole data set allowed to answer questions such as (i) the origin of chondrule precursor materials and the time of chondrule formation, as well as (ii) the origin of Mg-rich refractory olivines, and the possibility that the latters were part of chondrule precursors
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Thomas, Alex S. M. Massachusetts Institute of Technology. "An analysis of distributed solar fuel systems." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2012. http://hdl.handle.net/1721.1/76511.
Full textAbstract:
Thesis (S.M. in Engineering and Management)--Massachusetts Institute of Technology, Engineering Systems Division, System Design and Management Program, 2012.Cataloged from PDF version of thesis.
Includes bibliographical references (p. 85-89).
While solar fuel systems offer tremendous potential to address global clean energy needs, most existing analyses have focused on the feasibility of large centralized systems and applications. Not much research exists on the feasibility of distributed solar fuel systems. This thesis is an attempt to understand the larger context of solar fuel systems, to examine the case for going distributed and to critically analyze a distributed solar fuel system available today in the context of a specific application. In doing so, this thesis seeks to a) provide a baseline analysis for the economic feasibility of a distributed solar fuel system based on state-of-the-art technology b) draw some general conclusions about the nature of such systems in order to provide guidance to those engaged in the development of the next generation of solar fuel systems. This study also compares the chosen baseline solar fuel system with a traditional fossil fuel-based alternative and undertakes a cost-to-emissions trade-off analysis. A key finding of this thesis is that for solar fuel systems to be viable, cost and efficiency improvements in individual sub-systems won't be sufficient. Due attention needs to be given to bring down cost of the entire system. Another key finding is that if carbon emissions are considered as a decision-making criterion in addition to cost, even at current cost levels photovoltaic hydrogen systems compare favorably with existing fossil fuel-based alternatives such as diesel generators.
by Alex Thomas.
S.M.in Engineering and Management
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Ghaghazanian, Arash. "System Integration of PV/T Collectors in Solar Cooling Systems." Thesis, Högskolan Dalarna, Energiteknik, 2015. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:du-19554.
Full textAbstract:
The demand for cooling and air-conditioning of building is increasingly ever growing. This increase is mostly due to population and economic growth in developing countries, and also desire for a higher quality of thermal comfort. Increase in the use of conventional cooling systems results in larger carbon footprint and more greenhouse gases considering their higher electricity consumption, and it occasionally creates peaks in electricity demand from power supply grid. Solar energy as a renewable energy source is an alternative to drive the cooling machines since the cooling load is generally high when solar radiation is high. This thesis examines the performance of PV/T solar collector manufactured by Solarus company in a solar cooling system for an office building in Dubai, New Delhi, Los Angeles and Cape Town. The study is carried out by analyzing climate data and the requirements for thermal comfort in office buildings. Cooling systems strongly depend on weather conditions and local climate. Cooling load of buildings depend on many parameters such as ambient temperature, indoor comfort temperature, solar gain to the building and internal gains including; number of occupant and electrical devices. The simulations were carried out by selecting a suitable thermally driven chiller and modeling it with PV/T solar collector in Polysun software. Fractional primary energy saving and solar fraction were introduced as key figures of the project to evaluate the performance of cooling system. Several parametric studies and simulations were determined according to PV/T aperture area and hot water storage tank volume. The fractional primary energy saving analysis revealed that thermally driven chillers, particularly adsorption chillers are not suitable to be utilizing in small size of solar cooling systems in hot and tropic climates such as Dubai and New Delhi. Adsorption chillers require more thermal energy to meet the cooling load in hot and dry climates. The adsorption chillers operate in their full capacity and in higher coefficient of performance when they run in a moderate climate since they can properly reject the exhaust heat. The simulation results also indicated that PV/T solar collector have higher efficiency in warmer climates, however it requires a larger size of PV/T collectors to supply the thermally driven chillers for providing cooling in hot climates. Therefore using an electrical chiller as backup gives much better results in terms of primary energy savings, since PV/T electrical production also can be used for backup electrical chiller in a net metering mechanism.
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Letz, Thomas. "Modélisation et dimensionnement économique d'un système de chauffage domestique bi-énergie (solaire-electrique)." Lyon, INSA, 1985. http://www.theses.fr/1985ISAL0041.
Full textAbstract:
Le travail réalisé concerne la mise au point de la modélisation d'un système de chauffage aéraulique comportant des capteurs solaires à air, un stockage dans de l'eau, un circuit de distribution et un appoint électrique. Cet ensemble est piloté par une régulation, en fonction des températures mesurées en sept points particuliers du circuit. La modélisation, qui tient compte des caractéristiques thermiques du pavillon et des données météorologiques du lieu d'implantation, permet d'étudier en détail le comportement dynamique de l'installation. Des bilans énergétiques annuels caractérisant les performances globales de l'installation peuvent être établis pour n'importe quel lieu. Cette modélisation sert de base à un programme de calcul économique de dimensionnement d'une installation en fonction des paramètres précédemment cités et de paramètres économiques, dont certains sont laissés à l'appréciation de l'utilisateur. Des expériences visant à déterminer les performances d'un capteur à air produit industriellement, ainsi que deux modélisations du capteur, une en régime statique, l'autre en régime dynamique1 ont servi de base à la modélisation globale du système de chauffage. Les expériences ont en outre mis en évidence le rôle important de l'inertie du capteur 1 et ont conduit à proposer des modifications de la géométrie de la lame d’ air dynamique, afin d 1 améliorer ses performances.
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Woillez, Éric. "Stochastic description of rare events for complex dynamics in the Solar System." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSEN046/document.
Full textAbstract:
Cette thèse considère quatre systèmes physiques complexes pour lesquels il est exceptionnellement possible d’identifier des variables lentes qui contrôlent l'évolution à temps long du système complet. La séparation d'échelle de temps entre ces variables lentes et les autres variables permet d'utiliser la technique de moyennisation stochastique pour obtenir une dynamique effective pour les variables lentes. Cette thèse considère la possibilité de prédire les événements rares dans le système solaire. Nous avons étudié deux types d’événements rares. Le premier est un renversement possible de l'axe de rotation de la Terre en l'absence des effets de marée de la Lune. Le second est la désintégration de l'ensemble du système solaire interne suite à une instabilité dans l'orbite de Mercure. Pour chacun des deux problèmes, il existe des variables lentes non triviales, qui ne sont pas données par des variables physiques naturelles. La moyennisation stochastique a permis de découvrir le mécanisme physique qui conduit à ces événements rares et de donner, par une approche purement théorique, l'ordre de grandeur de la probabilité de ces phénomènes. Nous avons également montré que la déstabilisation de Mercure sur un temps inférieur à l'âge du système solaire obéit à un mécanisme d'instanton bien décrit par la théorie des grandes déviations. Le travail effectué dans cette thèse ouvre donc un nouveau champ d'action pour l'utilisation d'algorithmes de calcul d'événements rares. Nous avons utilisé pour la première fois les théorèmes de moyennisation stochastique dans le cadre de la mécanique céleste pour quantifier l'effet stochastique des astéroïdes sur la trajectoire des planètes. Enfin, une partie du travail porte sur un problème de turbulence géophysique: dans l'atmosphère de Jupiter, on peut observer des structures zonales (jets) à grande échelles évoluant beaucoup plus lentement que les tourbillons environnants. Nous montrons qu'il est pour la première fois possible d'obtenir explicitement le profil de ces jets par moyennisation des degrés de liberté turbulents rapidesThe present thesis describes four complex dynamical systems. In each system, the long-term behavior is controlled by a few number of slow variables that can be clearly identified. We show that in the limit of a large timescale separation between the slow variables and the other variables, stochastic averaging can be performed and leads to an effective dynamics for the set of slow variables. This thesis also deals with rare events predictions in the solar system. We consider two possible rare events. The first one is a very large variation of the spin axis orientation of a Moonless Earth. The second one is the disintegration of the inner solar system because of an instability in Mercury’s orbit. Both systems are controlled by non-trivial slow variables that are not given by simple physical quantities. Stochastic averaging has led to the discovery of the mechanism leading to those rare events and gives theoretical bases to compute the rare events probabilities. We also show that Mercury’s short-term destabilizations (compared to the age of the solar system) follow an instanton mechanism, and can be predicted using large deviation theory. The special algorithms devoted to the computation of rare event probabilities can thus find surprising applications in the field of celestial mechanics. We have used for the first time stochastic averaging in the field of celestial mechanics to give a relevant orders of magnitude for the long-term perturbation of planetary orbits by asteroids. A part of the work is about geophysical fluid mechanics. In Jupiter atmosphere, large scale structures (jets) can be observed, the typical time of evolution of which is much larger than that of the surrounding turbulence. We show for the first time that the mean wind velocity can be obtained explicitly by averaging the fast turbulent degrees of freedom
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Chevrier, Michèle. "Towards new π-conjugated systems for photovoltaic applications." Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTT206/document.
Full textAbstract:
Le développement des énergies renouvelables est aujourd’hui devenu un enjeu mondial majeur comme alternative aux énergies fossiles dans la production d'énergie. Parmi elles, l’énergie solaire est considérée comme la source la plus prometteuse, permettant de couvrir l’ensemble des besoins énergétiques liés à l’activité humaine. Les cellules photovoltaïques les plus performantes aujourd’hui, entre 16 et 18 % en modules, sont composées de silicium, un semi-conducteur inorganique. Cependant, leur coût de production élevé a nécessité le développement de matériaux alternatifs moins couteux. Parmi les voies explorées, les cellules solaires organiques ont émergé comme une alternative prometteuse pour produire l’électricité à faible coût. Le sujet de cette thèse s’intègre dans ce contexte de recherche. Deux types de cellules solaires ont été étudiés : les cellules à hétérojonction en volume (BHJ) et sensibilisées au colorant (DSSCs). Le courant photogénéré repose généralement (i) dans les cellules BHJ, sur le transfert entre de charge entre un polymère donneur et un accepteur d’électrons (fullerène), tels que le couple poly(3-hexyl)thiophène (P3HT) et [6,6]-phényl-C61-butanoate de méthyle (PCBM), et (ii) dans les DSSCs, la sensibilisation de la surface d’un semi-conducteur inorganique tel que l’oxyde de titane par un colorant et la présence d’un électrolyte, jouant le rôle de médiateur redox. Bien qu’ayant atteint des rendements de photoconversion respectifs de 5 et 13 %, ces cellules nécessitent des améliorations pour une commercialisation à grande échelle. Tout d’abord, les performances des cellules BHJ à base de P3HT sont considérablement limitées par sa faible absorption, ne couvrant pas la globalité du spectre solaire. Afin de palier ce problème, nous avons combiné le P3HT avec des chromophores, i.e. des porphyrines, ayant une absorption plus étendue. Ensuite, pour assurer une meilleure extraction des charges au sein du dispositif, une couche interfaciale cathodique à base de polyélectrolytes pi-conjugués a été ajoutée. Enfin, des colorants extraits de la biomasse ont été préparés afin de remplacer les colorants coûteux à base de ruthénium. En outre, les électrolytes liquides étant volatils et corrosifs, ce qui limite considérablement la stabilité des DSSCs, des électrolytes solides à base de polymères ont été étudiés comme alternativeAmong renewable energies, the sunlight has by far the highest theoretical potential to meet the worldwide need in energy. Photovoltaic devices are thus currently the subject of intense research for low-cost conversion of sunlight into electrical power. In particular, organic photovoltaics have emerged as an interesting alternative to produce electricity due to their low manufacturing cost compared to silicon solar cells, their mechanical flexibility and the versatility of the possible chemical structures. In this dissertation, we focused our research on the development of new organic pi-conjugated materials for organic solar cells applications. Two types of solar cells have been studied during this work: bulk heterojunction and dye-sensitized solar cells. The charge transfer leading to the photocurrent is usually based on (i) a polymer donor and a fullerene acceptor in BHJ solar cells, such as the widely studied poly(3-hexylthiophene) (P3HT) and [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM) materials and (ii) a metal oxide (titanium oxide) sensitized with a dye and an electrolyte in DSSCs. Despite power conversion efficiencies have reached 5 and 13 % respectively for these two types of devices, they still display several drawbacks that limit their commercialization. P3HT displays a narrow absorption of the solar spectrum thus limiting the conversion efficiency. To overcome this limitation, we combined P3HT with chromophores, i.e. porphyrins, having an extending absorption. Then, to ensure better charge transfer and extraction within the device, a cathode interfacial layer based on cationic pi-conjugated polyelectrolytes was added. Finally, dyes extracted from the biomass (chlorophyll a derivatives) were synthesized to replace the expensive ruthenium dyes in DSSCs. Since liquid electrolytes are volatile and corrosive, which considerably limit the DSSCs stability, solid polymer electrolytes were also developed as an alternative