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Dissertations / Theses on the topic 'Transport – Méthodes de simulation'
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Gabella-Latreille, Céline. "Le modele quinquin-fret : un modele de simulation a l'horizon 2015 des flux nationaux de transport de marchandises." Lyon 2, 1997. http://www.theses.fr/1997LYO22024.
Full textAbstract:
Le modele quinquin fret constitue un outil d'aide a la decision. Il permet d'evaluer exante les consequences a long terme des mesures de politique des transports envisageables par les pouvoirs publics ou relevant de la strategie commerciale de la sncf. Le potentiel transportable national des modes routiers, ferroviaires et fluviaux peut ainsi etre simule a l'horizon de long terme selon diverses hypotheses liees a la croissance industrielle et aux parametres de competivite inter-nodaleThe quinquin fret model is an instrument helping the decision making. It allows is evaluate ex-ante the long term effects of transport policies measures expected by public authorities as to the sncf. The national ton kilometre obtained by road, transport, rail transport or inland navigation can be simulated at a long term toking into account different asseptions related to industrial growth and to modal split factors
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Paxion, Sébastien. "Développement d'un solveur multigrille non-structuré parallèle pour la simulation de flammes laminaires en chimie et transport complexes." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1999. http://www.theses.fr/1999ECAP0681.
Full textAbstract:
A ce jour, les simulations précises d'écoulements réactifs complexes restent difficiles à réaliser et très couteuses. Cependant, leurs enjeux actuels sont d'une telle importance scientifique, économique et écologique, qu'il y a aujourd'hui un réel besoin d'outils prédictifs rapides, complémentaires des études expérimentales. Ce travail a consisté à développer un code de simulation de flammes laminaires stationnaires en milieu gazeux, pour des faibles nombres de mach. Des modèles détaillés sont pris en compte pour décrire les mécanismes réactionnels, les propriétés thermodynamiques du mélange gazeux et la diffusion moléculaire des espèces chimiques. Le code, appelé UG-C, se base sur la bibliothèque UG développée par l'équipe de P. Bastian et G. Wittum a l'IWR de Heidelberg. Afin de réduire autant que possibles les temps de simulation, les équations sont écrites sous l'approximation du faible nombre de mach et résolues par des méthodes modernes : intégration implicite en temps, solveurs de Krylov-Newton avec préconditionnement multigrille, maillages non-structures raffines dynamiquement, optimisation du stockage des matrices creuses. Le code est de plus portable sur machines parallèles à mémoire distribuée et dispose d'algorithmes performants de distribution de la charge entre processeurs. Les premières validations ont été effectuées pour des flammes de diffusion hydrogène/air et de prémélange méthane/air. L'intérêt des simulations comme outil prédictif est démontré sur le bruleur industriel TOPDEC. Une réduction supplémentaire des temps de calculs est attendue grâce à l'implantation prochaine de la méthode ILDM/FPI de réduction automatique de schémas cinétiques. La voie sera alors ouverte vers des simulations de plus grande ampleur (cinétiques chimiques plus complexes, simulations tridimensionnelles) et d'autres champs d'application (réacteurs de déposition chimique en phase vapeur, d'optimisation de bruleurs).
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Laliberté, Mathieu. "Modélisation et simulation d'un véhicule servant à l'étude de l'arrimage direct dans le transport d'équipements hors normes." Thesis, Université Laval, 2004. http://www.theses.ulaval.ca/2004/22068/22068.pdf.
Full textAbstract:
Ce mémoire traite de la modélisation et la simulation dynamique d’un système d’arrimage utilisé dans le transport d’équipements hors normes. L’arrimage des charges dans ce type de transport s’effectue à l’aide de chaînes que l’opérateur du véhicule appose de manière à ancrer la charge directement sur la semi-remorque. Ce projet nécessite la modélisation d’un véhicule dans le but d’effectuer des manœuvres prédéterminées. Le véhicule doit effectuer ces manœuvres dans le but d’induire des accélérations critiques au chargement. Ce projet de recherche vise à étudier la performance du système d’arrimage en terme de tension induite dans les chaînes lors de manœuvres. En effet, il est important d’assurer la sécurité de l’arrimage de telle sorte que la force engendrée dans les chaînes ne dépasse pas la limite de charge nominale prescrite par les fabricants de composantes d’arrimage. De plus, la recherche permet d’étudier différentes configurations d’arrimage dans le but d’étudier l’impact de la disposition des chaînes sur la qualité de l’arrimage.
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Sobieraj, Jérémy. "Méthodes et outils pour la conception de systèmes de transport intelligents coopératifs." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLE038/document.
Full textAbstract:
La voiture est le mode de transport le plus utilisé en Europe et en Amérique du Nord. Aujourd’hui, il est de plus en plus sécurisé notamment grâce à des systèmes d’assistance à la conduite. Toutefois, il représente encore la plus grande part d’accidents sur la route en France dont 90 % seraient de cause humaine. A partir de 2020, de nouveaux types de véhicules vont apparaître sur la route : ce sont des véhicules dont la décision ne dépendra plus uniquement du conducteur humain, appelés couramment véhicules autonomes.Pour concevoir de tels systèmes, trois grandes exigences doivent être respectées à la fois : la sécurité (respect du code de la route), l’efficacité (aller le plus vite possible) et le confort (ne pas se sentir en danger dans le véhicule). En plus d’imaginer un véhicule où seuls les capteurs embarqués fournissent les informations nécessaires pour conduire, on peut ajouter la possibilité de communiquer avec d’autres véhicules ou l’infrastructure de la route. Ce dernier point doit prendre en compte une quatrième exigence, la courtoisie (ne pas avoir un impact négatif sur les véhicules environnants). Il peut permettre également de gérer une situation proche où les véhicules conduits par des êtres humains et les véhicules autonomes vont se trouver dans un même environnement.Pour étudier ces comportements, la simulation informatique peut être une bonne solution pour mettre en place un éventail de scénarios possibles dans différents environnements. Toutefois, cela impose un niveau d’abstraction pouvant affecter le niveau de réalisme du modèle.Dans ce manuscrit, nous avons défini des méthodes et outils afin de définir une méthodologie permettant de concevoir des Systèmes de Transport Intelligents Coopératifs. A partir d'un modèle de véhicule, nous allons le simuler, puis le vérifier formellement. A partir du modèle obtenu, on assure une compatibilité avec un simulateur plus réaliste. De plus, à partir d'un outil de simulation, nous avons mis en place un protocole de coopération permettant aux véhicules de s’adapter plus facilement à des environnements routiers actuelsThe car is the most used mode of transport in Europe and North America. Today, it is increasingly secure thanks to driver assistance systems. However, it is still the largest share of road accidents in France, 90 % of which are caused by humans. From 2020, new types of vehicles will appear on the road: they are vehicles whose decision will no longer depend only on the human driver, commonly called autonomous vehicles.To design such systems, three main requirements must be respected at the same time: the safety (respect of traffic laws), the efficiency (go as fast as possible) and the comfort (not to feel in danger in the vehicle). In addition to imagine a vehicle where only on-board sensors provide the necessary information to drive, one can add the ability to communicate with other vehicles or the road infrastructure. This last point have to take into account a fourth requirement, courtesy (does not have a negative impact on surrounding vehicles). It can also help to manage a similar situation where vehicles driven by human beings and autonomous vehicles will be in the same environment.To study these behaviors, computer simulation can be a good solution to set up a range of possible scenarios in different environments. However, this imposes a level of abstraction that can affect the level of realism of the model.In this PhD thesis, we defined methods and tools to define a methodology for designing Cooperative Intelligent Transport Systems. From a vehicle model, we have shown that we can simulate it and then formally check it. From the model obtained, compatibility with a more realistic simulator is ensured. In addition, based on a simulation tool, we have implemented a cooperation protocol that allows vehicles to adapt more easily to current road environments
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Ung, Philippe. "Simulation numérique du transport sédimentaire : aspects déterministes et stochastiques." Thesis, Orléans, 2016. http://www.theses.fr/2016ORLE2019/document.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous nous intéressons à l'étude d'un modèle de transport de sédiments en nous plaçant sous deux angles d'approche différents. L'un concerne la modélisation numérique du problème et propose une méthode de résolution numérique basée sur un solveur de Riemann approché pour le système de Saint-Venant-Exner qui reste un des systèmes les plus répandus pour traiter le transport sédimentaire par charriage. Ce dernier repose sur un couplage du modèle hydraulique de Saint-Venant et du modèle morphodynamique d'Exner. Le point essentiel de la méthode proposée se situe au niveau du traitement du couplage de ce système. En effet, il existe deux stratégies; la première consiste à découpler la résolution de la partie fluide de la partie solide et les faire interagir à des instants donnés alors que la seconde considère une résolution couplée du système en mettant à jour conjointement les grandeurs hydrauliques et solides aux mêmes instants. Se posera alors la question du choix de la stratégie de résolution pour laquelle nous apporterons des éléments de réponses en comparant les deux approches. L'autre se concentre sur la mise en place d'une méthodologie pour l'étude des incertitudes liées au même modèle. Pour ce faire, nous proposons une formulation stochastique du système de Saint-Venant-Exner et nous cherchons à caractériser la variabilité des sorties par rapport aux paramètres d'entrée naturellement aléatoires. Cette première étude révélera la nécessité de revenir à un système de Saint-Venant avec un fond bruité pour étudier la sensibilité des grandeurs hydrauliques par rapport aux perturbations topographiquesIn this thesis, we are interested on the study of a sediment transport model through two different approaches. One of them concerns the numerical modelling of the problem and proposes a numerical problem-solving method based on an approximate Riemann solver for the Saint-Venant-Exner system which is one of the most common model to deal with sedimentary bed-load transport. This last one is based on a coupling between the hydraulic model of Saint-Venant and the morphodynamic model of Exner. The key point of the proposed method is the treatment of the coupling issue. Indeed, there exists two strategies; the first one consists on decoupling the resolution of the fluid part from the solid part and making them interact at fixed times whereas the second one considers a coupled approach to solve the system by jointly updating the hydraulic and solid quantities at same times. We then raise the issue of the choice of the strategy for which we suggest answers by comparing both approaches. The other one focuses on the development of a methodology to study the uncertainties related to the model previously mentioned. To this end, we propose a stochastic formulation of the Saint-Venant-Exner system and we look for characterizing the variabilities of the outputs in relation to the naturally random input parameters. This first study reveals the need for a return to the Saint-Venant system with a perturbed bed to understand the sensitivity of the hydraulic quantities on the topographical perturbations
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Pruvost, Florent. "Méthodes numériques parallèles pour la simulation des réseaux électriques de grandes tailles." Thesis, Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2012. http://www.theses.fr/2012ECAP0011.
Full textAbstract:
L’analyse de stabilité en régime transitoire du réseau de transport électrique permet de contrôler le bon retour au régime stationnaire du système soumis à une perturbation. Cette analyse systématique des systèmes de réseaux en développement permet notamment d’optimiser la production et la consommation de l’énergie électrique, et de protéger les équipements tels que les centrales électriques, les transformateurs, les lignes haute-tension, etc. Afin d’améliorer la stabilité, la robustesse et la viabilité de ces systèmes, la tendance est à l’interconnexion des réseaux de transport régionaux et nationaux, et ainsi, au développement et à l’analyse de systèmes toujours plus grands. Le problème de stabilité électrique peut être simulé numériquement grâce à l’intégration d’un système d’équations algébro-différentielles non-linéaire et raide. Lorsque le problème traité est très grand, la simulation numérique devient très coûteuse en temps de calcul et ralentit considérablement le travail des professionnels du secteur. Cette thèse a pour but de proposer, d’étudier, et de développer des méthodes innovantes de calcul parallèle pour la résolution des systèmes d’équations différentielles issus de la simulation de grands réseaux électriques tel que le réseau européen. Dans ce manuscrit, on livre une analyse des propriétés de ces systèmes assez spécifiques : creux, irréguliers, non-linéaires, raides et hétérogènes. On discute notamment de la structure particulière de ces systèmes qui rend attrayante l’application d’une méthode de décomposition de domaine. On étudie ainsi plusieurs méthodes de parallélisation en espace : la parallélisation fine de chaque opération coûteuse, la résolution du système non-linéaire par décomposition en sous-réseaux faiblement couplés, d’abord sur chaque étape d’intégration, puis par méthode de relaxation d’ondes. On aborde aussi la parallélisation en temps de type algorithme Pararéel ainsi qu’une méthode parallèle espace-temps bénéficiant des propriétés couplées des méthodes de relaxation d’ondes et de Pararéel. Dans ces travaux, nous proposons des méthodes assurant la convergence rapide des méthodes de décomposition de domaine quel que soit le nombre de sous-domaines et de processeurs employés. Nous introduisons pour cela des techniques de préconditionnement en espace adéquates afin d’améliorer la scalabilité des méthodes de parallélisation envisagéesPower system transient stability analysis enables to control the return to equilibrium of the system subjected to a disturbance. This systematic analysis of developing transport networks allows to optimize the production and the consumption of electric power and to protect the equipments such as power plants, transformers, highvoltage lines and so on. In order to improve the stability, the robustness, and the sustainability of these systems, a worldwide trend is to interconnect regional and national transport networks. This leads to analyze ever larger systems. The power-stability problem can be numerically simulated owing to the integration of a differential-algebraic system which is nonlinear and stiff. When considering a very large problem, numerical simulation is very time consuming and significantly slows down the work of professionals. This thesis aims at studying innovative parallel computing methods for the resolution of differential systems arising from the transient stability analysis of large power systems such as the European Transport Network. In this manuscript, we first deliver an analysis of the properties of these rather specific systems: sparse, irregular, nonlinear, stiff, and heterogeneous. We discuss the particular structure of these systems making the application of a domain decomposition method interesting. Thus, we study several space parallelization methods: the fine parallelization of each costly tasks, the resolution of the nonlinear system by decomposition into weakly coupled subnetworks, first on each integration step separately, and then by waveform relaxation method. We also address the time parallelization with a Parareal-based algorithm and a space-time parallel method which benefits from the coupled properties of waveform relaxation and Parareal methods. In this work, we focus on methods which ensure a fast convergence of domain decomposition methods whatever the number of subdomains/processors used. In order to achieve such a goal, we introduce space preconditioning techniques to improve the scalability of the parallelization methods considered
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Magni, Adrien. "Méthodes particulaires avec remaillage : analyse numérique nouveaux schémas et applications pour la simulation d'équations de transport." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00623128.
Full textAbstract:
Les méthodes particulaires sont des méthodes numériques adaptées à la résolution d'équations de conservation. Leur principe consiste à introduire des particules ''numériques'' conservant localement l'inconnue sur un petit volume, puis à les transporter le long de leur trajectoire. Lorsqu'un terme source est présent dans les équations, l'évolution de la solution le long des caractéristiques est prise en compte par une intéraction entre les particules. Ces méthodes possèdent de bonnes propriétés de conservation et ne sont pas soumises aux conditions habituelles de CFL qui peuvent être contraignantes pour les méthodes Eulériennes. Cependant, une contrainte de recouvrement entre les particules doit être satisfaite pour vérifier des propriétés de convergence de la méthode. Pour satisfaire cette condition de recouvrement, un remaillage périodique des particules est souvent utilisé. Elle consiste à recréer régulièrement de nouvelles particules uniformément réparties, à partir de celles ayant été advectées à l'itération précédente. Quand cette étape de remaillage est effectuée à chaque pas de temps, l'analyse numérique de ces méthodes particulaires remaillées nécessite d'être reconsidérée, ce qui représente l'objectif de ces travaux de thèse. Pour mener à bien cette analyse, nous nous basons sur une analogie entre méthodes particulaires avec remaillage et schémas de grille. Nous montrons que pour des grands pas de temps les schémas numériques obtenus souffrent d'une perte de précision. Nous proposons des méthodes de correction, assurant la consistance des schémas en tout point de grille, le pas de temps étant contraint par une condition sur le gradient du champ de vitesse. Cette méthode est construite en dimension un. Des techniques de limitation sont aussi introduites de manière à remailler les particules sans créer d'oscillations en présence de fortes variations de la solution. Enfin, ces méthodes sont généralisées aux dimensions plus grandes que un en s'inspirant du principe de splitting d'opérateurs. Les applications numériques présentées dans cette thèse concernent la résolution de l'équation de transport sous forme conservative en dimension un à trois, dans des régimes linéaires ou non-linéaires.
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Cossart, Quentin. "Outils et Méthodes pour l’Analyse et la Simulation de Réseaux de Transport 100 % Electronique de Puissance." Thesis, Paris, ENSAM, 2019. http://www.theses.fr/2019ENAM0031/document.
Full textAbstract:
Le développement des énergies renouvelables et des liaisons HVDC conduit à une augmentation de la pénétration de l’électronique de puissance dans les réseaux de transport d’électricité. Comme les convertisseurs possèdent des propriétés physiques différentes de celles des alternateurs synchrones, une évolution des contrôles employés s’avère nécessaire. Au vu de la taille des ensembles à simuler, la validation de solutions innovantes doit être réalisée par des simulations numériques et il est nécessaire d’être vigilant sur les outils utilisés afin d’éviter des temps de calcul prohibitifs. Dans cette thèse, des outils et des méthodes pour l’analyse et la simulation de réseaux de transport 100 % électronique de puissance sont développés. Une partie importante des travaux est consacrée à la modélisation des convertisseurs, ce qui permet de réaliser des simulations numériques plus ou moins précises en fonction du cahier des charges de l’étude et d’appliquer ou de développer des méthodes d’analyse de stabilité. Un modèle simplifié du réseau Irlandais est utilisé comme réseau exemple de façon à valider les méthodes et outils développés dans le cadre de la thèseThe development of renewable generation and HVDC links lead to an important increase of the penetration of power electronics in the transmission systems. As Power Electronics converters have completely different physical behavior than synchronous machines, an evolution in the way TSOs control transmission systems is needed. It is impossible to build a real size prototype of a transmission system. The validation of the solutions must be done using dynamic numerical simulations. Because of the size of the studied systems, we have to be careful with the simulation tools that we use, in order to reduce the computation time. In this PhD tools and methods for the analysis and simulation of large transmission systems using 100% power electronics are developed. An important part of the work looks at the models of the converters. Those models allow us to do numerical simulations and to apply and develop stability and performance analysis methods for the considered system. A simple model of the Irish network will be used as an example in order to assess the developed methods
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Tillier, Élodie. "Couplage réactions-transport pour la modélisation et la simulation du stockage géologique de CO2." Université de Marne-la-Vallée, 2007. http://www.theses.fr/2007MARN0359.
Full text
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Painchaud, Maxime, and Maxime Painchaud. "Le transport intrahospitalier : conception et développement d'un modèle de simulation." Master's thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/36958.
Full textAbstract:
Afin de supporter les différentes activités au sein d’un centre hospitalier, le département de logistique est primordial pour offrir un service de qualité. Plus particulièrement, un service de brancarderie est nécessaire afin d’acheminer les patients non autonomes ou du matériel aux différentes unités de soins. La planification de ces activités de transport présente d’importants défis, car elle s’opère dans un environnement dynamique et imprévisible. En plus, l’aspect humain des transports apporte son lot de complication. Ce document traitera de la problématique du transport intrahospitalier au Centre Hospitalier Universitaire de Sherbrooke (CHUS). Cet établissement de santé coordonne ses activités de transports par le biais d’un système centralisé affectant des requêtes de transports aux différents brancardiers. L’outil de simulation va permettre de reproduire les flux à l’intérieur d’un établissement cible. Ensuite, le comportement du modèle de simulation sera mesuré et analysé lorsque des modifications au niveau des différents paramètres sont apportées.Afin de supporter les différentes activités au sein d’un centre hospitalier, le département de logistique est primordial pour offrir un service de qualité. Plus particulièrement, un service de brancarderie est nécessaire afin d’acheminer les patients non autonomes ou du matériel aux différentes unités de soins. La planification de ces activités de transport présente d’importants défis, car elle s’opère dans un environnement dynamique et imprévisible. En plus, l’aspect humain des transports apporte son lot de complication. Ce document traitera de la problématique du transport intrahospitalier au Centre Hospitalier Universitaire de Sherbrooke (CHUS). Cet établissement de santé coordonne ses activités de transports par le biais d’un système centralisé affectant des requêtes de transports aux différents brancardiers. L’outil de simulation va permettre de reproduire les flux à l’intérieur d’un établissement cible. Ensuite, le comportement du modèle de simulation sera mesuré et analysé lorsque des modifications au niveau des différents paramètres sont apportées.
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Sadri, Saïd. "Simulation du phénomène de transport perpendiculaire en régime statique dans les hétérostructures à puits quantique par le formalisme des fonctions de Green." Lille 1, 1996. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1996/50376-1996-9.pdf.
Full textAbstract:
Les évolutions de la technologie des semiconducteurs ont permis une miniaturisation extrême des composants qui soulève des questions nouvelles concernant les outils théoriques convenables à ces échelles submicronique voire ultrasubmicronique (<1000 A). Pour cette génération « à venir » dont le prototype est actuellement la diode à effet tunnel résonant, les effets quantiques sont essentiel au fonctionnement et ne constituent pas des effets parasites. D’où l’importance de développer une équation de transport quantique constituant le support théorique d’une étude de la physique des composants pour leur optimisation sur le plan pratique. L’objectif de ce travail est de mettre en place les éléments de base d’un outil de simulation pour composant quantiques. Pour traiter le problème, dans le cadre du formalisme de Keldysh, nous utilisons deux approches bien différenciées mettant en jeu des fonctions de Green adaptées à la description des systèmes hors d’équilibre, en nous limitant au cas du régime statique. La 1ère approche concerne la résolution numérique de l’équation de transport balistique pour la fonction de Wigner. En étudiant quelques structures typiques à effets tunnel résonant, nous mettons en évidence les difficultés du calcul numérique liées à ce modèle. Nous indiquons enfin la manière de remédier à ce problème. Dans la 2ème approche, on introduit des fonctions self-énergies locales pour prendre en compte d’une manière générale, la diffusion des électrons et de définir en relation avec elle un temps de perte de cohérence de phase. Après avoir présenté les principaux éléments du formalisme, nous montrons comment traiter de façon analytique l’influence des contacts considérés comme réservoirs de taille infinies. Les simulations des composants faites dans les conditions d’un régime d’équilibre local sont confrontées aux résultats expérimentaux de la littérature. Dans une 1ère étude sur l’influence de la diffusion, nous montrons que la diffusion en particulier dans les zones d’accès réduit sensiblement le rapport Jpic/Jvallée. Puis en soulignant le rôle des contacts diffusifs dans la performance des composants, nous indiquons dans quelles conditions on peut approcher les valeurs Jpic/Jvallée à 300 K et 77 K pour une structure typique 50/50/50 A.
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Depinay, Jean-Marc. "Automatisation de méthodes de réduction de variance pour la résolution de l'équation de transport." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00005592.
Full textAbstract:
Les méthodes de Monte-Carlo sont souvent utilisées pour la résolution des problèmes neutroniques. La grande dimension du problème et la complexité des géométries réelles rendent, en effet, les méthodes numériques traditionelles difficiles à implémenter. Ces méthodes sont relativement faciles à mettre en oeuvre mais ont le défaut de converger lentement, la précision du calcul étant en 1/racine(n) où n est le nombre de simulations.De nombreuses études ont été menées en vue d'accélérer la convergence de ce type d'algorithme. Ce travail s'inscrit dans cette mouvance et vise à rechercher et décrire des techniques d'accélération de convergence facilement implémentables et automatisables. Dans cette thèse, nous nous intéressons à des méthodes d'échantillonage préférentiel. Ces techniques classiques pour les équations de transport utilisent des paramètres qui sont usuellement fixés de façon empirique par des spécialistes. La principale originalité de notre travail est de proposer des méthodes qui s'automatisent facilement. L'originalité de l'algorithme tient d'une part à l'utilisation d'un échantillonage préférentiel sur la variable angulaire (biaisage angulaire), utilisé en plus de l'échantillonage de la variable de position, d'autre part en la description d'une technique de calcul explicite de tous les paramètres dans la réduction de variance. Ce dernier point permet l'automatisation quasi-complète de la procédure de réduction de variance.
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Courtey, Sylvain. "Contribution à la modélisation de la phénoménologie des équilibres régissant les atmosphères confinées." La Rochelle, 2007. http://www.theses.fr/2007LAROS218.
Full text
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Deleuze, Yannick. "Modeling and simulation of transport during acupuncture." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066372/document.
Full textAbstract:
L’objectif de cette thèse est d’appréhender la complexité des mécanismes biologiques de l’acupuncture afin de construire un modèle mathématique multi-échelle. Ce modèle est étudié théoriquement et numériquement. L’acupuncture est une des plus vielles pratiques de l’histoire de la médecine et une partie intégrante de la médecine traditionnelle chinoise. Dans sa pratique la plus classique, une ou plusieurs aiguilles sont placées à des endroits spécifiques, nommés points d’acupuncture. L’aiguille est ensuite manipulée en utilisant des mouvements de rotation et de translation de façon à stimuler le point d’acupuncture. Les effets cliniques de l’acupuncture pourraient être le résultat d’effet de cascades de réactions produites par les interactions entre l’hypoderme et les systèmes nerveux, endocrinien et immunitaire. Le travail présenté s’articule sur la modélisation de l’insertion d’une aiguille dans le tissu conjonctif de l’hypoderme. Un modèle d’écoulement en milieu poreux du liquide interstitiel de l’hypoderme a permis d’étudier numériquement les composantes de contrainte qui agissent sur les récepteurs à la surface des cellules du tissu et notamment des mastocytes.Un modèle mathématique de la réponse chimiotactique des mastocytes à une contrainte physique créée par le traitement d’acupuncture est développé. Ce modèle prend en compte les mécanismes de signalisation cellulaire. La contrainte physique induit la libération rapide et continue, grâce au recrutement chimotactique de mastocytes, d’attractants et de médiateurs chimiques. Le modèle est basé sur le modèle de chimiotaxie de type Keller-SegelThe objective of this thesis is to comprehend the complexity of the underlying basis of acupuncture. Acupuncture needling is investigated in order to establish a multiscale model that takes into account the complexity of biology but is mathematically simple enough to run simulations.Acupuncture is one of the oldest practices in the history of medicine and is the core of Traditional Chinese Medicine. Once needles are inserted in the right locations, called acupoints, they are manipulated via manual needling to stimulate the acupoint. The physiological reactions of acupuncture needling lead to therapeutic effects which can be explained by a series of interactions between the skin and the nervous, the endocrine, and the immune systems.In the present work, the thrusting and lifting of an acupuncture needle inserted in subcutaneous connective tissue is modeled. A porous media model is used to run simulations and compute the pressure and shear stress affecting the organization of fibers and of isolated cells in their matrix. A mathematical model was conceived to take into account cell signaling. There is ample evidence that needle manipulation in acupuncture can cause degranulation of mastocytes directly through a physical stress to occur. Activated mastocytes rapidly release granules containing chemical mediators. These chemical mediators play a key role recruiting mastocytes in their environment and are known to affect the excitability of nerve endings as well as local microcirculation permeability and size for the appropriate transfer of long-term acting endocrine signals. The process is sustained by the recruitment of mastocytes through chemotaxis
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El, Soueidy Charbel-Pierre. "Éléments finis discontinus multi-domaines en temps pour la modélisation du transport en milieu poreux saturé." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2008. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2008/EL_SOUEIDY_Charbel-Pierre_2008.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail s’intéresse à la modélisation du transport de polluants en milieu poreux. L’équation hyperbolique caractérisant le transport convectif est résolue à l’aide de la méthode des éléments finis discontinus de Galerkin. La discrétisation spatiale est étudiée dans un premier temps et deux espaces d’approximation sont comparés pour des maillages déstructurés en 2-D. La discrétisation temporelle est abordée dans un second temps et deux alternatives au schéma explicite classique sont présentées afin de s’affranchir de la condition CFL : le schéma semi-implicite et le schéma explicite multi-domaines où différents pas de temps peuvent être utilisés localement. La dernière partie de ce travail porte sur la simulation des problèmes de transfert avec prise en compte du contraste de densité. L’équation de transport est alors couplée à celle de l’hydrodynamique. La discrétisation temporelle multi-domaines est implémentée en 3-D et s’avère redoutablement efficace dans ce genre de situationsThis work treats the modeling of mass transport in porous media. The advective part of the transport equation is solved using the discontinuous Galerkin (DG) finite element method. In the first part, the discretization of the spatial operator is considered and two approximation spaces are studied and compared for unstructured meshes in 2-D. The temporal discretization is tackled in the second part of this study. Two alternatives to the traditional explicit scheme are presented : a class of semi-implicit schemes and an explicit local time-stepping procedure which allows spatially varying time steps. Finally, the last part of this work consists of using the developed numerical tools to simulate density coupled flow and transport in porous media. The local time procedure is implemented in a 3-D numerical code and numerical experiments show that the model gives accurate results being highly efficient for this kind of problems
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Darancet, Pierre. "Théorie et simulation du transport quantique dans les nanostructures." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00363630.
Full textAbstract:
Ce travail théorique est consacré à l'étude du transport électronique dans les nanostructures. Nous nous sommes placés dans le cadre des approches de Landauer et post-Landauer. Dans celles-ci, la bonne description du problème de transport réside dans le calcul des self-énergies, censées décrire les effets de résistance de contact ainsi que les interations dans le dispositif. Dans ce travail, nous nous sommes tour à tour intéressés à ces deux aspects. Afin de décrire les mécanismes de résistance de contact, nous avons développé une méthode basée sur la notion de canaux effectifs de conduction. Le calcul de ces canaux par récursion matricielle, associé à la dérivation d'une nouvelle formule de la conductance, permet la détermination exacte des effets des contacts. Nous avons de plus mis au point une méthodologie \textit{ab initio}, permettant d'inclure les interactions électron-électron dans le transport quantique, au travers de l'approximation $GW$ d'Hedin sur la self-énergie. La seconde partie de ce travail porte sur l'analyse des propriétés de transport du graphène. Nous avons tout d'abord expliqué les caractéristiques expérimentales de magnéto-résistance du graphène épitaxié par un mécanisme consécutif à la juxtaposition de plans. Enfin, nous avons calculé la conductance de dispositifs composés de nanostructures de graphène. Nous avons montré que de telles structures présentent de forts effets de résistance de contact, pouvant s'interpréter en termes de diffraction d'électrons. Nous avons alors introduit la notion de barrière de diffraction, qui permet d'extraire les caractéristiques de conductance, sans procéder à un calcul de structure électronique.
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Lefevre, Benoit. "La soutenabilité environnementale des transports urbains dans les villes du sud : Le couple « transport – usage des sols » au cœur des dynamiques urbaines." Paris, ENMP, 2007. http://pastel.paristech.org/3538/01/BLEFEVRE_THESEFINALE_DEF.pdf.
Full textAbstract:
L’objectif de cette thèse est d’explorer si, compte tenu des dynamiques démographiques et des faibles capacités financières, les technologies accessibles aux villes du Sud sont aptes à infléchir significativement les trajectoires des consommations énergétiques et des émissions de CO2 liées aux transports urbains. Le chapitre 1 récapitule ce que nous savons aujourd’hui des déterminants des consommations énergétiques liées aux transports urbains et des évolutions récentes de ces déterminants. Le chapitre 2 discute les solutions envisageables dans les politiques de transport et d’usage des sols pour placer les villes du Sud sur des trajectoires soutenables de développement. Ces conclusions nous conduisent à examiner les interactions entre le système de transport et le système d’usage des sols sur une ville particulière, Bogota (Colombie). Le chapitre 3 analyse le fonctionnement du couple « transport – usage des sols » au cœur des dynamiques urbaines sur le temps long, depuis la fondation de Bogota jusqu’à la fin du XXème siècle. Le chapitre 4 étudie les effets d’une infrastructure de transport, le Bus Rapid Transit (BRT) TransMilenio, sur les marchés foncier et immobiliers, la structure urbaine et la matrice Origine-Destination des déplacements. Le chapitre 5 évalue les outils de prospective capables de simuler différentes combinaisons des leviers d’action dont disposent les aménageurs urbains et sélectionne un modèle intégré existant (TRANUS), auquel est adossé un module de quantification des consommations énergétiques et des émissions de CO2 (Signature Energétique des Transports Urbains, SETU). Le chapitre 6 teste à l’aide de TRANUS-SETU la capacité des politiques de transport et d’urbanisme à infléchir les trajectoires de consommations énergétiques liées aux transports urbains sur le cas de Bangalore (Inde)The objective of this PhD dissertation is to explore if, in view of rapid demographic growth and limited financial capacities, the technologies accessible to poor cities can decrease trajectories of energy consumption and CO2 emissions due to urban transportation. Chapter 1 reviews what we already know of the determinants involved, and their recent evolutions. Chapter 2 analyzes conceivable transport and land-use solutions that would allow southern cities to attain sustainable development trajectories. The conclusions drawn from the first two chapters led us to analyze the interactions between the transport system and land-use system on a particular city, Bogota (Colombia). Chapter 3 studies the functional relations in the “Transport – Land Use” couple and its impact on urban space structuring processes in the long term, from the foundation of Bogota to the end of the 20th century. Chapter 4 focus on the impact of a new transportation infrastructure – the TransMilenio Bus Rapid Transit (BRT) – on real-estate and housing markets, on urban structure and the Origin-Destination trip matrix. Chapter 5 reviews the existing prospective tools able to simulate various combinations of realistic policies, and to measure their consequences on the levels of energy consumption and CO2 emissions related to urban transportation. The integrated urban “Transport – Land Use” model, TRANUS, is chosen and completed with a module of of energy consumption and CO2 emissions quantification, called “Energy Signature of Urban Transportation” (SETU). Chapter 6 tests the capacity of these combinations of policies to affect the trajectories of the energy consumption of urban transportation through the application of TRANUS-SETU on a case study, Bangalore (India)
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Ardebili, Réza. "Etude par simulation numérique des phénomènes de transport dans les semiconducteurs à relaxation." Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20288.
Full textAbstract:
Les equations de transport phenomenologique (l'equation de poisson et les deux equations de conservation des particules electrons et trous plus deux equations definissant les cinetiques d'echange de deux centres profonds dans la bande interdite) sont resolues dans le cas d'un mecanisme de conduction ambipolaire en presence de pieges et dans le cas des tres faibles durees de vie. La methode de resolution consiste en une linearisation des equations de transport par la methode des differences finies. Le systeme est ensuite resolu par un algorithme couple du type newton. Les resultats sont obtenus, en regime stationnaire, pour deux structures du type p-v et p-v-n, en faisant varier la duree de vie ambipolaire de facon a passer d'un semiconducteur du type a relaxation a un semiconducteur a duree de vie. La simulation, en regime stationnaire des structures: diodes p-i-n, schottky et mesfet, permet d'illustrer l'influence de la presence de centres profonds sur les caracteristiques courant-tension des composants. Enfin, une etude du comportement, en regime transitoire, par simulation numerique, (experience de haynes-shockley) met en evidence un comportement totalement different entre un semiconducteur a duree de vie et un semiconducteur a relaxation
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Izarra, Léonard De. "Apport des méthodes cinétiques à la simulation d'écoulements dans les milieux poreux." Thesis, Orléans, 2012. http://www.theses.fr/2012ORLE2001/document.
Full textAbstract:
Les méthodes de Boltzmann sur réseaux (LBM) ont été appliquées avec beaucoup de succès aux écoulements hydrodynamiques en milieux poreux. Cependant, la limitation de ces méthodes aux écoulements hydrodynamiques et isothermes, les rendent insuffisantes pour simuler des écoulements de gaz dans des milieux micro-poreux. Dans ce cas, il est en effet fréquent que le libre parcours moyen des molécules du gaz, soit du même ordre de grandeur que la taille des pores dans lesquels il s’écoule. De tels écoulements ne seront alors plus en régime hydrodynamique, mais dans des régimes qualifiés de glissement et de transitionnel ; régimes pour lesquels les LBM standards ne sont plus valides. D’autre part, le caractère isotherme des LBM les rendent inutilisables, par exemple dans le cas où le gaz subit une détente à travers le milieu. Il est nécessaire, pour décrire de tels écoulements et phénomènes, de se placer au niveau cinétique. La démarche proposée repose sur la décomposition de la fonction de distribution sur la base des polynômes d’Hermite et l’emploi de la quadrature de Gauss-Hermite associée à cette projection. L’aspect systématique de ce développement amène naturellement à considérer divers ordres d’approximation de l’équation de Boltzmann-BGK sous diverses quadratures. Il résulte alors de ces différentes approximations toute une famille de discrétisations de l’équation de Boltzmann-BGK, dont les LBM classiques ne sont qu’un membre. La détermination de l’approximation la plus adaptée est réalisée par analyse systématique des résultats obtenus aux différents ordres d’approximation. Ces méthodes sont testées avec succès dans des cas modèlesThe lattice Boltzmann method (LBM) have been applied very successfully to hydrodynamic flows in porous media. However, the limitation of these methods to isothermal and hydrodynamic flows, make them inadequate to simulate gas flows in micro-porous media. Indeed, in these conditions, the mean free path of the molecules could be of the same magnitude order as the pore size in which gas flows. Such flows will not be in hydrodynamic regime, but in regimes qualified of, slip or transitional ; for which the LBM are no longer valid. On the other hand, the isothermal character of LBM make them unusable, for example, in the case where the gas undergoes expansion through the media. It is then necessary, to take the kinetic point of view to describe such flows and phenomena. The proposed approach is based on the decomposition of the distribution function on the Hermite polynomials basis and the use of Gauss-Hermite quadrature associated with this projection. The systematic nature of this development naturally leads to consider different order of approximation of the Boltzmann-BGK equation in various quadratures. It then follows from these various approximations, a family of discretizations of the Boltzmann-BGK equation, whose classical LBM are a member. Determining the most suitable approximation is achieved by systematic analysis of the results obtained with different approximation orders. These methods are successfully tested in model cases
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Valentin, Xavier. "Analyse mathématique et numérique des modèles Pn pour la simulation de problèmes de transport de photons." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLC024/document.
Full textAbstract:
La résolution numérique directe des problèmes de transport de photons en interaction avec un milieu matériel est très coûteuse en mémoire et temps CPU. Pour pallier ce problème, une méthode consiste à construire des modèles réduits dont la résolution est moins coûteuse. La littérature abonde de ce genre de modèles : modèles probabilistes (Monte-Carlo), modèles aux moments (M₁, PN), modèles aux ordonnées discrètes (SN), modèles de diffusion... Dans cette thèse, nous nous intéressons aux modèles PN dans lesquels l'opérateur de transport est approché par projections sur une base tronquée d'harmoniques sphériques. Ces modèles ont l'avantage d'être arbitrairement précis sur la dimension angulaire et ne présentent pas les défauts connus des autres méthodes (bruit stochastique, "effets de raies") pouvant briser les éventuelles symétries du problème. Ce dernier point est capital pour la simulation d'expériences de fusion par confinement inertiel (FCI) où la symétrie sphérique joue un rôle important dans la précision des résultats. Nous étudions donc dans cette thèse la structure mathématique des modèles PN ainsi que leur discrétisation dans le cas d'une géométrie 1D sphérique.Nous commençons par le cas du transport linéaire dans le vide. Même dans ce cas simple, les équations du modèle PN contiennent des termes sources d'origine géométrique dont la discrétisation s'avère délicate. Jusqu'à présent, les différents schémas utilisés étaient insatisfaisants pour les raisons suivantes : (1) mauvais comportement au voisinage de r = 0 (phénomène de "flux-dip"), (2) non préservation des équilibres stationnaires, (3) pas de preuve formelle de stabilité. À la lumière de récents travaux, nous proposons une nouvelle discrétisation qui capture exactement les états d'équilibres. Nous démontrons en particulier la stabilité en norme L² du schéma. Nous étendons par la suite ce schéma au cas du transport de photons dans un milieu matériel figé et nous nous intéressons au comportement du schéma en limite diffusion (propriété "asymptotic-preserving").Dans un second temps, nous nous intéressons au couplage entre rayonnement et hydrodynamique. Devant l'absence de consensus sur les modèles "transport" d'hydrodynamique radiative issus de la littérature, nous établissons une étude comparative de ceux-ci basée sur leurs propriétés mathématiques. Nous nous intéressons particulièrement aux propriétés suivantes : (1) conservation de l'énergie et de l'impulsion, (2) précision des effets comobiles, (3) existence d'une entropie mathématiques compatible et (4) restitution de la limite diffusion. Notre étude se réduit aux modèles dits "mixed-frame" et une attention particulière est toujours portée sur l'approximation "PN" de l'opérateur de transport. Nous identifions des défauts (conservation ou entropie) sur des modèles existants et proposons une correction entropique conduisant à un modèle PN satisfaisant toutes les propriétés mathématiques listées ci-dessusComputational costs for direct numerical simulations of photon transport problemsare very high in terms of CPU time and memory. One way to tackle this issue is todevelop reduced models that a cheaper to solve numerically. There exists number of these models : moments models, discrete ordinates models (SN), diffusion-like models... In this thesis, we focus on PN models in which the transport operator is approached by mean of a truncated development on the spherical harmonics basis. These models are arbitrary accurate in the angular dimension and are rotationnaly invariants (in multiple space dimensions). The latter point is fundamental when one wants to simulate inertial confinment fusion (ICF) experiments where the spherical symmetry plays an important part in the accuracy of the numerical solutions. We study the mathematical structure of the PN models and construct a new numerical method in the special case of a one dimensionnal space dimension with spherical symmetry photon transport problems. We first focus on a linear transport problem in the vacuum. Even in this simple case, it appears in the PN equations geometrical source terms that are stiff in the neighborhood of r = 0 and thus hard to discretise. Existing numerical methods are not satisfactory for multiple reasons : (1) unaccuracy in the neighborhood of r = 0 ("flux-dip"), (2) do not capture steady states (well-balanced scheme), (3) no stability proof. Following recent works, we develop a new well-balanced scheme for which we show the L² stability. We then extend the scheme for photon transport problems within a no moving media, the linear Boltzmann equation, and interest ourselves on its behavior in the diffusion limit (asymptotic-preserving property). In a second part, we consider radiation hydrodynamics problems. Since modelisation of these problems is still under discussion in the litterature, we compare a set of existing models by mean of mathematical analysis and establish a hierarchy. For each model, we focus on the following mathematical properties : (1) energy and impulsion conservation, (2) accuracy of the comobile effects, (3) existence of a mathematical entropy and (4) behavior in the diffusion limit. Our study reduces to « laboratory frame » models and we are still interested in the PN approximation of the transport operator. We identify defects in entropy structure of existing models and propose an entroy correction which leads to PN-based radiation hydrodynamics models which satisfy all the properties listed above
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Guyot-Delaurens, Frédérique. "Application de la méthode particulaire déterministe à la simulation du modèle cinétique de dispositifs électroniques inhomogène unidimensionnels." Palaiseau, Ecole polytechnique, 1990. http://www.theses.fr/1990EPXX0001.
Full textAbstract:
On s'intéresse à la simulation de Boltzmann des semiconducteurs, par une méthode particulaire à poids variables. Dans cette méthode, les particules se déplacent suivant une dynamique non collisionnelle, tandis que les collisions sont traitées de manière déterministe, par la variation des poids des particules. Dans la première partie, on suppose le champ électrique homogène, et on applique la méthode a un opérateur de collisions non linéaire (correspondant à un semi-conducteur fortement dope), puis à un système couple d'équations de Boltzmann ; ce système est issu de la modélisation du transport électronique et des effets quantiques à l'interface d'une hétérojonction. Dans la deuxième partie, on tient compte du champ électrique créé par le déplacement des charges, en résolvant un système couple Boltzmann-Poisson. On compare, sur un problème simplifie, plusieurs méthodes pour coupler numériquement le déplacement des particules et le calcul du champ. On applique ensuite ces méthodes a la simulation de structures électroniques inhomogènes, unidimensionnelles.
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Vu, Do Huy Cuong. "Méthodes numériques pour les écoulements et le transport en milieu poreux." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112348/document.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur la modélisation de l’écoulement et du transport en milieu poreux ;nous effectuons des simulations numériques et démontrons des résultats de convergence d’algorithmes.Au Chapitre 1, nous appliquons des méthodes de volumes finis pour la simulation d’écoulements à densité variable en milieu poreux ; il vient à résoudre une équation de convection diffusion parabolique pour la concentration couplée à une équation elliptique en pression.Nous nous appuyons sur la méthode des volumes finis standard pour le calcul des solutions de deux problèmes spécifiques : une interface en rotation entre eau salée et eau douce et le problème de Henry. Nous appliquons ensuite la méthode de volumes finis généralisés SUSHI pour la simulation des mêmes problèmes ainsi que celle d’un problème de bassin salé en dimension trois d’espace. Nous nous appuyons sur des maillages adaptatifs, basés sur des éléments de volume carrés ou cubiques.Au Chapitre 2, nous nous appuyons de nouveau sur la méthode de volumes finis généralisés SUSHI pour la discrétisation de l’équation de Richards, une équation elliptique parabolique pour le calcul d’écoulements en milieu poreux. Le terme de diffusion peut être anisotrope et hétérogène. Cette classe de méthodes localement conservatrices s’applique àune grande variété de mailles polyédriques non structurées qui peuvent ne pas se raccorder.La discrétisation en temps est totalement implicite. Nous obtenons un résultat de convergence basé sur des estimations a priori et sur l’application du théorème de compacité de Fréchet-Kolmogorov. Nous présentons aussi des tests numériques.Au Chapitre 3, nous discrétisons le problème de Signorini par un schéma de type gradient,qui s’écrit à l’aide d’une formulation variationnelle discrète et est basé sur des approximations indépendantes des fonctions et des gradients. On montre l’existence et l’unicité de la solution discrète ainsi que sa convergence vers la solution faible du problème continu. Nous présentons ensuite un schéma numérique basé sur la méthode SUSHI.Au Chapitre 4, nous appliquons un schéma semi-implicite en temps combiné avec la méthode SUSHI pour la résolution numérique d’un problème d’écoulements à densité variable ;il s’agit de résoudre des équations paraboliques de convection-diffusion pour la densité de soluté et le transport de la température ainsi que pour la pression. Nous simulons l’avance d’un front d’eau douce assez chaude et le transport de chaleur dans un aquifère captif qui est initialement chargé d’eau froide salée. Nous utilisons des maillages adaptatifs, basés sur des éléments de volume carrésThis thesis bears on the modelling of groundwater flow and transport in porous media; we perform numerical simulations by means of finite volume methods and prove convergence results. In Chapter 1, we first apply a semi-implicit standard finite volume method and then the generalized finite volume method SUSHI for the numerical simulation of density driven flows in porous media; we solve a nonlinear convection-diffusion parabolic equation for the concentration coupled with an elliptic equation for the pressure. We apply the standard finite volume method to compute the solutions of a problem involving a rotating interface between salt and fresh water and of Henry's problem. We then apply the SUSHI scheme to the same problems as well as to a three dimensional saltpool problem. We use adaptive meshes, based upon square volume elements in space dimension two and cubic volume elements in space dimension three. In Chapter 2, we apply the generalized finite volume method SUSHI to the discretization of Richards equation, an elliptic-parabolic equation modeling groundwater flow, where the diffusion term can be anisotropic and heterogeneous. This class of locally conservative methods can be applied to a wide range of unstructured possibly non-matching polyhedral meshes in arbitrary space dimension. As is needed for Richards equation, the time discretization is fully implicit. We obtain a convergence result based upon a priori estimates and the application of the Fréchet-Kolmogorov compactness theorem. We implement the scheme and present numerical tests. In Chapter 3, we study a gradient scheme for the Signorini problem. Gradient schemes are nonconforming methods written in discrete variational formulation which are based on independent approximations of the functions and the gradients. We prove the existence and uniqueness of the discrete solution as well as its convergence to the weak solution of the Signorini problem. Finally we introduce a numerical scheme based upon the SUSHI discretization and present numerical results. In Chapter 4, we apply a semi-implicit scheme in time together with a generalized finite volume method for the numerical solution of density driven flows in porous media; it comes to solve nonlinear convection-diffusion parabolic equations for the solute and temperature transport as well as for the pressure. We compute the solutions for a specific problem which describes the advance of a warm fresh water front coupled to heat transfer in a confined aquifer which is initially charged with cold salt water. We use adaptive meshes, based upon square volume elements in space dimension two
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Behiri, Walid. "Une méthodologie pour modéliser et optimiser la mutualisation du transport ferroviaire urbain de marchandises et de passagers." Thesis, Paris Est, 2017. http://www.theses.fr/2017PESC1050/document.
Full textAbstract:
Malgré la prédominance actuelle du mode routier, pour le transport de marchandises en milieu urbain, une alternative durable est nécessaire, au vu des enjeux environnementaux et sociétaux. Dans cette thèse, nous proposons l’étude d’une des perspectives possibles, pour absorber une partie de ce flux de marchandises toujours plus dense, en utilisant le réseau ferroviaire urbain, initialement dédié aux voyageurs. Une méthodologie intégrant le fret dans ce dernier est proposée, avec comme première étape, l'identification et la classification de tous les niveaux de mixité fret / voyageurs possibles. Le niveau le plus contraint est retenu, car sa faisabilité induira celle des autres. Notre seconde contribution est relative à une approche par décomposition du problème d’insertion du flux de fret en plusieurs sous-problèmes interdépendants, selon les trois horizons temporels (long, moyen et court). Dans le but d’évaluer la capacité du système global, à absorber un flux supplémentaire de nature différente, le problème de détermination du meilleur plan de transport des marchandises est identifié comme central et critique. La troisième contribution concerne la simulation du système de transport, puis sa formalisation par un PL en variables mixtes, pour affecter chaque commande à un train, en déterminant le moment auquel elle sera chargée et en minimisant les temps d’attente cumulés des commandes. Plusieurs variantes de colonies de fourmis sont développées, pour la résolution d’instances de grande taille. La quatrième contribution concerne le couplage du modèle de simulation, qui permet l’évaluation des performances de cette nouvelle solution de transport, avec les différents algorithmes optimisant le plan de transport. Enfin, nous proposons une approche de replanification par horizon glissant, pour absorber les perturbations de la demande, en minimisant les changements du plan de transportUrban freight transport is almost exclusively carried out by truck. Beyond the drawbacks caused in the city, this transport mode is nearly saturated. This study discusses an alternative way of transporting freight by using urban rail infrastructure. The first contribution deals with the identification and classification of all different sharing possibilities of mixing freight with passenger’s traffic using rail network. The second contribution is the definition of global freight/passenger transport problem, which is decomposed into several optimization interdependent sub-problems with different temporal decision horizon. In order to show the capacity of the global system to absorb an additional flow with different nature, the Freight Rail Transport Schedule Problem “FRTSP” is identified as the bottleneck of transportation system and is formalized with MIP model. As third contribution, this problem determines train and loading time for each demand to be assigned respecting several constraints while minimizing total waiting time. The fourth contribution deals with a discrete event simulation approach, which studies this alternative and validates several proposed decision algorithms. Finally, the fifth contribution consists in a dynamic approach based on a rolling horizon, which is proposed in order to update the initial plan. The updated plan allows to determine a new assignment regarding new demand such as the modifications from the previous plan are minimized
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Chami, Mouhcine. "Modélisation et simulation des systèmes multi-physiques à l'aide des réseaux dynamiques hybrides à composants : application à la conversion d'énergie et au transport électrique terrestre." Besançon, 2005. http://www.theses.fr/2005BESA2011.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est la modélisation et la simulation de systèmes multi - physique (électrique, mécanique, hydraulique,. . . ) et hybrides (comprenant une partie continue et une partie discrète). Pour répondre à cette attente nous avons étudié deux modèles : Le bond graph hybride et le Réseau Dynamique Hybride à Composants (RDHC). Ce dernier nous a semblé particulièrement bien adapté à la simulation parce qu'il intègre la topologie du système étudié et ne nécessite en conséquence pas de phase de traitement avant d'aboutir aux équations du système. D'autre part sa représentation de la partie discrète est plus naturelle puisqu'elle utilise les Réseaux de Petri. Pour toutes ces raisons nous avons opté pour ce modèle comme ossature à notre outil de simulation SimRDHC. Cet outil est réalisé en DELPHI sous windows est structuré en trois modules : - Edition de schéma "Tschema" / - Simulation "Srdhc" / - Tracé de courbes "Tcourbe". Ces trois modules ont été réalisés avec le souci de concevoir un outil de simulation alliant performance et convivialité. Les résultats de simulation ont été validés grâce à une comparaison avec des logiciels du commerce comme MATLAB et SIMPLORER. Nous avons en particulier testé notre logiciel à l'aide de deux applications : Une voiture électrique associant une pile à combustible et des supercapacités et un ascenseur utilisant des supercapacités pour la récupération de l'énergie les résultats ont été satisfaisantsThe objective of this work is the modeling and simulation of multi-physical systems (electric, mechanical, hydraulic,. . . ) and hybrid systems (characterized by interactions between continuous part and discrete one). To achieve this gaol, we studied two models : The hybrid Bond graph and Component Hybrid Dynamic Nets (CHDN). We find that the last one is particularly adapted to simulation because it integrates the studied system topology and does not pre-processing required for extracting system equations. In addition, the discrete part is represented by Petri nets. For all this reasons, the CHDN is used for SimRDHC conception. The simulator is implemented in a Windows environnement with the DELPHI programming language. SimRDHC is composed in three modules : Graphic interface " Tschema" / Simulator "Srdhc" / Graphic representation "Tcourbe". The three modules are realized so that the conception of simulation tool combines performance and usability. Indeed, the user has a data base in which the components are represented in a graphic form. When the circuit is completed, It can modify the parameters of each component in an interactive way and launch simulation. It can then display the results by choosing the variables in the specific window. Our tool is tested using two applications : An electrical vehicle associating a fuel cell and supercapacitors and an elevator using supercapacitors for power smoothing and power restitution. The results are validated thanks to a comparison with commercial software like MATLAB and SIMPLORER
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Medina, Julien. "Transport processes in phase space driven by trapped particle turbulence in tokamak plasmas." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0158.
Full textAbstract:
Une des approches les plus prometteuses pour réaliser la fusion nucléaire est le tokamak. Un tokamak est une machine toroïdale qui confine le plasma de fusion via des champs magnétiques. Le transport de particules et de chaleur du centre vers les bords apparaît spontanément, dégrade le confinement et est produit par la turbulence. Nous utilisons un code 4D gyrocinétique qui résout le système Vlasov-Quasi-neutralité. Le code est basé sur un modèle réduit qui moyenne le mouvement cyclotron et de rebond des particules piégées pour réduire la dimensionnalité. Dans ce travail, nous avons développé et testé un nouveau module pour le code permettant de suivre des particules test dans l’espace des phases. En premier résultat, grâce aux particules test nous avons pu séparer la contribution diffusive au flux de particules, des contributions non-diffusives. Sur des temps longs, elles suivent un processus de marche aléatoire. Les deux flux présentent un important pic indiquant que les particules résonantes dominent le transport. Nous avons ensuite exploré avec une plus grande précision les flux dans l’espace des énergies. Enfin nous avons comparé les flux obtenus aux prédictions quasi-linéaires et avons trouvé un accord qualitatif, avec cependant un écart de ~50% dans l'intensité du picOne of the most promising approach to controlled nuclear fusion is the tokamak. It is a toroidal machine confining a fusion plasma using magnetic fields. Transport of particles and heat, from the core toward the edges happens spontaneously, degrades the efficiency of the tokamak, and is driven by turbulence. We use a bounce-averaged 4D gyrokinetic code which solves the Vlasov-Quasi-neutrality system. The code is based on a reduced model which averages out the cyclotron and the bounce motion of the trapped particles to reduce the dimensionality. In this work we developed and tested a new module for the code, allowing to track test particle trajectories in phase space. As a first result obtained with test particles, we achieved to separate the diffusive contribution to the radial particle flux in energy space, from the non-diffusive contributions. Both fluxes present an intense peak indicating resonant particles dominate transport. On short period of time the test particles undergo a small scale advection, but on longer times, they follow a random walk process. We then explored with greater accuracy the fluxes in energy space. Furthermore we compared the obtained fluxes with quasi-linear predictions and found a qualitative agreement, although there was a ~50% discrepancy in the peak magnitude
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Hafez, Névine. "Conditions d'équilibre et gestion d'unités de transport en libre service avec demandes aléatoires." Metz, 1999. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1999/Hafez.Nevine.SMZ9926.pdf.
Full textAbstract:
L'objet de cette thèse est la résolution des problèmes de gestion qui se posent lors de l'utilisation d'un système de voitures électriques mises en libre service en complément des transports en commun. Au bout d'un certain nombre de courses, il se peut qu'un site soit incapable (à cause du nombre limite de places de parking) d'accueillir de nouvelles voitures. La situation inverse peut aussi se produire ; c'est le cas lorsqu'un site est dans l'incapacité de répondre aux demandes des clients et de leur fournir des voitures. Nous proposons deux méthodes afin de redistribuer les voitures présentes dans les sites. La première, appelée redistribution préventive, comprend trois étapes. Grâce à la simulation, nous déterminons le moment ou une redistribution est nécessaire. Ensuite, par le biais de la programmation linéaire, nous calculons le nombre de voitures qu'il faut déplacer. Finalement, nous établissons les trajets que les camions (qui transportent les voitures) doivent suivre. La seconde méthode, appelée redistribution permanente, consiste à faire passer cycliquement un camion dans les différents sites, et à chaque passage de celui-ci, à prendre une décision. Le second problème considéré est la recharge de voitures électriques. Nous calculons un seuil de disponibilité au dessous duquel les voitures ne sont pas autorisées à quitter le site, et ceci afin de limiter les pannes d'énergie pendant les courses. Nous enchaînons avec le problème de la gestion des plots de recharge. Ce problème apparaît lorsque le nombre de plots est inférieur au nombre de voitures présentes. Nous déterminons le moment ou le processus de recharge d'une voiture pouvant être interrompu, la voiture peut alors être déplacée et laisser la place à une autre voiture. La dernière partie de ce travail consiste à regrouper les différents logiciels développés précédemment et à fournir un logiciel de simulation intégrant tous les aspects du programme
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Weston, Joseph. "Numerical methods for time-resolved quantum nanoelectronics." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAY040/document.
Full textAbstract:
De récents progrès dans la nanoélectronique quantique ont donné lieu à denouvelles expériences avec des sources cohérentes d'électrons unique. Lorsqu'undispositif électronique quantique est manipulé sur une échelle de temps pluscourte que le temps de vol caractéristique d'un électron à travers ledispositif, toute une gamme de possibilités qui sont conceptuellement nouvellesdeviennent possible. Pour traiter de telles situations physiques, des avancéescorrespondantes sont nécessaires dans les techniques de simulation, pour aiderà comprendre, ainsi qu'à concevoir, la prochaine génération d'expériences dansce domaine.Les techniques les plus avancées pour simuler ce genre de physique nécessitentun temps de calcul qui croît de linéairement avec la taille dusystème, mais de manière quadratique avec la durée simulée.Ceci est particulièrement problématique pour les cas où un électron restedans le dispositif pendant une durée beaucoup plus longue que le temps devol balistique. Dans cette thèse on propose d'améliorer un algorithmeexistant, basé sur des fonctions d'onde, pour traiter le transport quantiquerésolu en temps dont le temps de calcul croît linéairement avec la taille du système ainsique la durée simulée. Par la suite on exploite cet algorithme pour étudierplusieurs systèmes physiques intéressants. En particulier on trouve quel'application d'un train d'impulsions de tension à un interféromètre à électronspeut stabiliser la modification dynamique du schéma d'interférence.On exploite cet effet pour faire de la spectroscopied'états d'Andreev et de Majorana existant dans des structure hybridessupraconducteur-nanofil.Les algorithmes numériques sont implémentés en tant qu'extension du logicielde transport quantique Kwant. Cette implémentation est utilisée pour tousles résultats numériques présentés dans la thèse, ainsi que d'autres projetsde recherche couvrants une grande gamme de physique: effet Hall quantique,isolants topologiques de Floquet, interféromètres de type Fabry-Pérot, etjonctions supraconductricesRecent technical progress in the field of quantum nanoelectronics have lead toexciting new experiments involving coherent single electron sources.When quantum electronic devices are manipulated on time scales shorterthan the characteristic time of flight of electrons through the device, a wholeclass of conceptually new possibilities become available. In order totreat such physical situations, corresponding advances in numerical techniquesand their software implementation are required both as a tool to aidunderstanding, and also to help when designing the next generation ofexperiments in this domain.Recent advances in numerical methods have lead to techniques for which thecomputation times scales linearly with the system volume, but as thesquare of the simulation time desired. This is particularly problematicfor cases where the characteristic dwell time of electrons in the centraldevice is much longer than the ballistic time of flight. Here, we proposean improvement to an existing wavefunction based algorithm fortreating time-resolved quantum transport which scales linearly in both thesystem volume and desired simulation time. We use this technique tostudy a number of interesting physical cases. In particular we find that theapplication of a train of voltage pulses to an electronic interferometercan be used to stabilise the dynamical modification of the interferencethat was recently proposed. We use this to perform spectroscopy on Majoranaand Andreev resonances in hybrid superconductor-nanowire structures.The numerical algorithms are implemented as an extension to the Kwantquantum transport software. This implementation is used for all the numericalresults presented here, in addition to other work, covering a wide varietyof physical applications: quantum Hall effect, Floquet topological insulators,Fabry-Perot interferometers and superconducting junction
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Houlet, Patrice. "Etude du transport dans un composant unidimensionnel par la méthode des paquets répartis." Montpellier 2, 1995. http://www.theses.fr/1995MON20137.
Full textAbstract:
L'evolution de la microelectronique moderne vers une large integration (dimensions ultra-submicroniques) et vers des frequences d'utilisation elevees (terahertz) necessite une comprehension de plus en plus approfondie des phenomenes physiques intervenant sur ces echelles de temps et de distance. Les methodes de simulation du transport dans les semiconducteurs existantes (monte carlo, resolution directe de l'equation de boltzmann (eb), etc. ) ont des avantages mais aussi des inconvenients. L'equipe au sein de laquelle j'ai effectue cette these a developpe une nouvelle methode deterministe de resolution de l'eb (methode des paquets repartis) permettant de surmonter plusieurs de ces obstacles dans le materiau. L'objet de cette these a ete de developper cette methode, qui simule les trajectoires des particules chargees sous l'effet du champ electrique et des collisions, dans les composants semiconducteurs submicroniques unidimensionnels et de l'appliquer a l'etude du regime petit-signal dans les composants silicium de type p+pp+. Nous avons donne une formulation locale de l'eb permettant de simplifier le calcul et l'utilisation des operateurs du mouvement dans l'espace des phases. Les resultats ont montre une bonne precision sur les fonctions de distribution des porteurs et sur les parametres de transport en regime transitoire, dus a la nature deterministe de la methode. Une etude particuliere a ete consacree aux modeles de contacts. L'algorithme de la methode a ensuite ete adapte pour le calcul des coefficients petits-signaux. Nous avons presente deux methodes de reponse lineaire pour le calcul de la mobilite differentielle dans le materiau. Dans le composant, nous avons mis au point et valide plusieurs techniques de reponse a tension ou courant constant permettant le calcul du champ d'impedance differentiel et le spectre de l'impedance differentielle. Nous avons donne une technique de calcul de l'influence d'une perturbation locale sur les electrodes du composant. Cette methode, basee sur le principe de la reponse impulsionnelle, permet le calcul du champ d'impedance
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Rymer, Guillaume. "Analyse et modélisation du taux de réaction moyen et des mécanismes de transport en combustion turbulente prémélangée." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2001. http://www.theses.fr/2001ECAP0892.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse s’inscrivent dans le domaine de la combustion turbulente prémélangée. Ils sont plus particulièrement dédiés à l’analyse et à la modélisation de la dynamique d’une flamme turbulente, envisagées ici dans le contexte du modèle de flamme cohérente (CFM). Une description détaillée de l’équation de transport pour la densité de surface de flamme est proposée. Le formalisme des fronts infiniment minces est étendu aux cas de flammes minces. Un soin particulier est apporté à la modélisation du terme de courbure moyen. Le caractère propagatif de ce terme, mis en évidence expérimentalement au cours de travaux précédents, n’est souvent pas pris en compte dans les modèles classiques utilisés usuellement. Par ailleurs, nous proposons également une analyse poussée de la vitesse de propagation de la flamme et de son incidence sur la modélisation des mécanismes de la courbure du front. Des termes supplémentaires sont introduits à cet effet dans le bilan de densité de surface de flamme et sont responsables d’un effet de « bending » observé sur la vitesse de flamme turbulente lorsque l’intensité des fluctuations de vitesse croit. Notre analyse aboutit également à la mise en évidence de lacunes voire d’incohérences dans les relations de fermeture du modèle CFM. En outre, le problème de dégénérescence laminaire, apparaissant dans le cas de flammes peu turbulentes, est identifié. Des solutions sont proposées et testées numériquement avec succès. Des flux turbulents non résolus, favorisant un transport de type contre-gradient, sont ainsi introduits dans les équations de la densité de surface de flamme et de la variable d’avancement. Par ailleurs, un modèle conditionnel, reposant sur une description diphasique gaz frais/gaz brûlés de l’écoulement, est proposé pour appréhender les mécanismes du transport turbulent. Ce modèle est capable de rendre compte de la diffusion à contre-gradient des espèces et du phénomène d’intermittence au sein de la zone de réaction. La validation des modèles et des approches développées au cours de cette thèse est effectuée par la simulation numérique sur des flammes monodimensionnelles et des flammes multidimensionnelles stabilisées.
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Badeig, Fabien. "Un environnement actif pour la simulation multi-agents : application à la gestion de crise dans les transports." Paris 9, 2010. https://bu.dauphine.psl.eu/fileviewer/index.php?doc=2010PA090027.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous proposons un modèle de simulation multi-agents, le modèle Eass (Environment as Active Support for Simulation) dont l'originalité est d'intégrer le processus de simulation dans la modélisation du système. Actuellement lors de l'élaboration d'une simulation, la modélisation du système se confond avec sa mise en oeuvre dans une plate-forme de simulation car la phase d'activation des agents gérée par un ordonnanceur global et la phase d'action des agents qui intègre le mécanisme de sélection d'actions de l'agent dépendra en partie de la plate-forme de simulation. Notre proposition est d'externaliser l'évaluation du contexte local à chaque agent et la sélection du comportement en fonction de cette évaluation dans une entité centrale qui est l'environnement, tout en gardant les propriétés d'autonomie, de réactivité et de pro activité propres au paradigme multi-agent. Pour ce faire, il a fallu réifier le lien entre le contexte d'un agent et son comportement associé à ce contexte en s'appuyant sur le principe Property-based Coordination pour permettre la représentation et la gestion des informations relatives aux composants du système. Ainsi, la modélisation ne consiste pas uniquement à modéliser le comportement de l'agent mais également à modéliser le comportement de la simulation en prenant en compte le processus d' ordonnancement. Après avoir proposé un modèle de simulation, nous avons explicité une architecture fonctionnelle précisant les spécifications que les plates-formes de simulation doivent respecter pour mettre en oeuvre notre modèle Eass. Pour illustrer cette architecture, deux plates-formes de simulation furent développées : la première à partir d'outils existants en couplant la plate-forme agent MadKit avec un générateur de systèmes experts Jess, et la deuxième qui est une plate- forme que nous avons entièrement développée pour s'abstraire des concessions liées à l'utilisation d'outils existants. L'application de notre modèle de simulation est un problème de gestion de crise dans les transports. Pour la modélisation du problème, il a fallu prendre en compte les contraintes organisationnelles et communicationnelles qui résultent de la nécessité de faire intervenir différents services avec leurs propres protocoles pour résorber la crise. Pour répondre à ce problème, nous nous sommes appuyés sur l'extension du modèle organisationnel Moise qui intègre la modélisation de la dimension communicationnelle de l'organisation, auquel nous avons intégré la modélisation de la simulation avec la défi nition des comportements des agentsIn this Ph. D thesis, we propose a model of multi-agent simulation, Eass (Environment as Active Support for Simulation). The originality of this model is to integrate the simulation process in the modeling of the system. When a simulation is designed, the system modeling merges with its implementation in a simulation platform because (1) the activation of agents is managed by a global scheduler and (2) the action phase of agents, which incorporates the action selection mechanism, depends in part on the simulation platform. Our proposal is to outsource the evaluation of the local context of each agent and the selection of agent behavior, managing this assessment in a central entity which is the environment. To achieve this objective, it was necessary to reify the link between the context of an agent and its behavior, thanks to the principle Property-based Coordination which allows the representation and management of information related to the system components. Thus, modeling the system necessitates not only to model the behavior of the agent but also to model the behavior of the simulation taking into account the scheduling process. We built a functional architecture based on our model Eass which details the specifications that a simulation platform has to implement in order to support our model. To illustrate this architecture, two simulation platforms were developed : the rest is based on a coupling of existing tools that are the agent platform MadKit and the expert system generator Jess, the second is a new simulation plateform developed to tackle the limits to the use of existing tools. The application of our simulation model is a problem of crisis management in transport. To model the problem, it was necessary to take into account the organizational and communication constraints arising from the need to involve different services with their own protocols to manage crisis. To address this problem, an extension of the organizational model Moise integrating the modeling of the communication dimension of the organization, is used. We have added the simulation modeling, including the definition of agent behaviors, to this organizational modeling
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Armagnat, Pacôme. "Physique quantique et électrostatique auto-cohérentes." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAY024/document.
Full textAbstract:
Dans un système nano-électronique quantique, l'énergie électrostatique représente souvent la plus grand échelle d'énergie. Pourtant, dans les travaux théoriques ou les simulations quantiques, l'environnement électrostatique est tout aussi souvent considérée comme un potentiel externe, ce qui peut conduire à une mauvaise représentation de la physique. Le développement d'outils numériques capables de traiter correctement l'électrostatique et son interaction avec la mécanique quantique est d'une importance capitale pour la compréhension des dispositifs quantiques, pax exemple dans les matériaux semi-conducteurs ou le graphène.Cette thèse est consacrée au problème de la physique quantique et électrostatique autocohérente. Ce problème (également connu sous le nom de Poisson-Schr"odinger") est notoirement difficile dans des situations où la densité des états varie rapidement avec l'énergie. A basse température, ces fluctuations rendent le problème hautement non linéaire, ce qui rend les schémas itératifs profondément instables. Dans cette thèse, nous présentons un algorithme stable qui apporte une solution à ce problème avec une précision contrôlée. La technique est intrinsèquement convergente, y compris dans les régimes très non linéaires. Il fournit ainsi une voie viable pour la modélisation prédictive des propriétés de transport des dispositifs de nanoélectronique quantique.Nous illustrons notre approche par un calcul de la conductance différentielle d'un point de contact quantique.Nous réexaminons également le problème des bandes compressibles et incompressibles dans le régime de l'effet Hall quantique entier. Nos calculs révèlent l'existence d'une nouvelle phase "hybride" pour les champ magnétiques intermédiaires, qui sépare la phase à faible champ des bandes (in)compressibles à champ élevé.Dans une deuxième partie, nous construisons une théorie qui décrit la propagation des excitations collectives (plasmons) qui peuvent être excitées dans des gaz électroniques bidimensionnels. Notre théorie, qui se réduit au liquide de Luttinger en une dimension, peut être directement reliée au problème électrostatique quantique microscopique, ce qui nous permet de faire des prédictions sans aucun paramètre libre. Nous discutons des expériences récemment faites à Grenoble, qui visent à démontrer la faisabilité de bits quantiques volants. Nous constatons que notre théorie concorde quantitativement avec les données expérimentalesElectrostatic energy is very often the largest energy scale in quantum nanoelectronic systems. Yet, in theoretical work or numerical simulations, the electrostatic landscape is equally often taken for granted as an external potential, which may result in a wrong physical picture. Developing numerical tools that can properly handle the electrostatics and its interplay with quantum mechanics is of utter importance for the understanding of quantum devices in e.g. semi-conducting or graphene like materials.This thesis is devoted to the self-consistent quantum-electrostatic problem. This problem (also known as Poisson-Schr"odinger) is notoriously difficult in situations where the density of states varies rapidly with energy. At low temperatures, these fluctuations make the problem highly non-linear which renders iterative schemes deeply unstable. In this thesis, we present a stable algorithm that provides a solution to this problem with controlled accuracy. The technique is intrinsically convergent including in highly non-linear regimes. Thus, it provides a viable route for the predictive modeling of the transport properties of quantum nanoelectronics devices.We illustrate our approach with a calculation of the differential conductance of a quantum point contact geometry.We also revisit the problem of the compressible and incompressible stripes in the integer quantum Hall regime. Our calculations reveal the existence of a new ”hybrid” phase at intermediate magnetic field that separate the low field phase from the high field stripes.In a second part we construct a theory that describes the propagation of the collective excitations (plasmons) that can be excited in two-dimensional electron gases. Our theory, which reduces to Luttinger liquid in one dimension can be directly connected to the microscopic quantum-electrostatic problem enabling us to make predictions free of any free parameters. We discuss recent experiments made in Grenoble that aim at demonstrating electronic flying quantum bits. We find that our theory agrees quantitatively with the experimental data
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Brun, Jean-Marc. "Modèles à complexité réduite de transport pour applications environnementales." Montpellier 2, 2007. http://www.theses.fr/2007MON20248.
Full textAbstract:
Cette étude présente une plateforme de modèles à complexité réduite pour le transport et la dispersion atmosphérique d'un scalaire passif pour applications environnementales. Une approche multi-échelle est appliquée avec une définition de l'espace de recherche adéquat pour la solution à chaque niveau. Au niveau local, la dérive en champ proche est estimée par la théorie des jets turbulents et détermine le terme source pour le niveau d'ordre supérieur. On utilise notamment les solutions de similitudes pour les panaches dans une métrique nonsymétrique pour le transport sur des grandes distances. L'approche ne nécessite pas la solution d'EDP, donc pas de maillage et il est possible accéder à la valeur en un point sans avoir à calculer la solution sur l'ensemble du domaineA platform of low complexity models for the transport of passive scalars for environmental applications is presented. Multi-level analysis has been used with a reduction in dimension of the solution space at each level. Local spray drift distribution is estimated thanks to the turbulent jet theory and determine the source term. Similitude solutions are used in a non symmetric metric for the transport over long distances. Model parameters identification is based on data assimilation. The approach does not require the solution of any PDE and therefore is mesh free. The model also permits to access the solution in one point without computing the solution over the whole domain
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Boutahar, Jaouad. "Méthodes de réduction et de propagation d'incertitudes : application à un modèle de chimie-transport pour la modélisation et la simulation des impacts." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007557.
Full textAbstract:
Dans une modélisation intégrée des impacts, l'objectif est de tester plusieurs scénarios d'entrées de modèle et/ ou d'identifier l'effet de l'incertitude des entrées sur les sorties de modèle. Dans les deux cas, un grand nombre de simulations de modèle sont nécessaires. Cela reste bien évidemment infaisable avec un modèle de Chimie-Transport à cause du temps CPU demandé. Pour surmonter cette difficulté, deux approches ont été étudiées dans cette thèse : La première consiste à construire un modèle réduit. Deux techniques ont été utilisées : la première est la méthode POD (Proper Orthogonal Decomposition) liée au comportement statistique du système. La seconde méthode est une méthode efficace de prétabulation fondée sur la troncature d'un développement multivariables de la relation Entrées/ sorties associé au modèle.La seconde est relative à la réduction du nombre de simulations demandé par la méthode Monte-Carlo classique de propagation d'incertitude. La technique utilisée ici est basée sur une représentation d'une sortie de modèle incertaine comme un développement de polynômes orthonormaux de variables d'entrées. Un autre point clé dans la modélisation intégrée d'impacts est de développer des stratégies de réduction des émissions en calculant des matrices de transfert sur plusieurs années de simulation. Une méthode efficace de calcul de ces matrices a été ainsi développée, notamment en définissant des scénarios "chimiquement" représentatifs.
L'ensemble de ces méthodes a été appliqué au modèle POLAIR3D, modèle de Chimie-Transport développé dans le cadre de cette thèse.
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El, Hmam Mohamed Said. "Contribution à la modélisation et à la simulation hybride du flux de trafic." Artois, 2006. http://www.theses.fr/2006ARTO0206.
Full textAbstract:
Cette thèse traite de la modélisation et de la simulation hybride du flux de trafic routier. L'approche de modélisation hybride repose sur l'association des deux modes de représentation du flux de trafic; macroscopique et microscopique. Il s'agit d'adapter la représentation au phénomène etudié. Un modèle macroscopique est adapté pour représenter de façon globale le flux de véhicules dans un réseau autoroutier alors qu'un modèle microscopique permet de décrire plus finement le comportement des véhicules dans un réseau urbain. Ainsi, nous pouvons obtenir des informations détaillées de l'état du trafic au niveau d'un carrefour (par exemple) à l'aide des outils de représentation microscopique et simultanément de mettre en oeuvre des lois de commande du flux synthétisées à partir d'un modèle macroscopique. L'objectif final est de concevoir et d'implémenter un outil d'aide à la décision permettant de tester et de valider différentes stratégies de régulation. Pour cela, nous avons développé dans un premier temps un modèle microscopique fondé sur le paradigme agent. Dans un deuxième temps nous avons développé une procédure de couplage qui permet d'assurer la conservation et la continuité du flux entre les deux mondes macroscopique et microscopique. Les résultats du modèle hybride développé montrent qu'il est possible de faire cohabiter deux modèles au sein d'un même système. Le modèle hybride est ensuite mis en application dans le cadre de la régulation du flux. Le modèle que nous avons proposé est une première version d'un simulateur hybride de flux de trafic plus conséquent qui restera à développer dans le cadre des travaux futursThis thesis concerns the hybrid traffic flow modelling and simulation. This approach uses jointly the two classical traffic flow models ; macroscopic and microscopic. It is a matter of adapting the representation to the studied phenomenon. Indeed, the macroscopic model is well adapted to the motorway network representation whereas the microscopic one makes it possible to describe an urban network more finely. Thus, we can obtain detailed information of the traffic state on a crossroads (for example) using the microscopic model and to implement traffic control laws synthesized from a macroscopic one. The final objective is to design and implement a decision-making tool allowing us to test and validate various traffic control strategies. For that, we initially developed a microscopic model founded on the paradigm agent. Then, we have proposed a coupling procedure, which makes it possible to ensure the conservation and the continuity of flow through the transition zone that connect the two worlds ; microscopic and macroscopic. The simulation results of the developed hybrid model show that it is possible to cohabit two models (microscopic and macroscopic) within the same system. To illustrate the relevance of the hybrid model, a traffic flow control application has been proposed. The results show that the vehicles travel total time was reduced. The proposed model represents a first version of a traffic flow hybrid simulator, which will remain to be developed within the furthers works
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Fan, Jianhua. "Numerical study of particle transport and deposition in porous media." Thesis, Rennes, INSA, 2018. http://www.theses.fr/2018ISAR0003/document.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail de recherche est d'étudier numériquement le transport et le dépôt de particules dans des milieux poreux à l'échelle des pores.Premièrement, un couplage entre la méthode de Boltzmann sur réseau (LBM) et la méthode des éléments discrets (DEM) est réalisé et utilisé pour simuler l'écoulement d'un fluide chargé en particules. La LBM est utilisée pour décrire l'écoulement du fluide autour des fibres tandis que la DEM est utilisée pour traiter la dynamique des particules. Ce couplage est bidirectionnel dans le sens où le mouvement des particules affecte le flux de fluide et réciproquement. Ce modèle nous a permis de prédire l'efficacité de capture et la chute de pression à l'étape initiale du processus de filtration. Le facteur de qualité est également calculé pour déterminer la qualité de filtration.Ensuite, on se focalise sur l'étude de l'efficacité de la capture de fibres de formes de section transversale différentes (circulaire, losange et carrée). Les résultats issus de nos simulations du processus de filtration de la fibre circulaire concordent bien avec les corrélations empiriques. L'impaction des particules sur la face avant de la fibre de forme carrée est plus importante que dans les cas de fibre de formes circulaire et losange. Cependant, en raison d'une chute de pression plus faible, la fibre de section losange présente une meilleure qualité de filtration. Ensuite, les variations du facteur de qualité dues à l'angle d'orientation et au rapport d'aspect des fibres ont été étudiées numériquement pour la forme rectangulaire. Pour chaque cas, on a déterminé la valeur optimale de la zone au vent pour laquelle le facteur de qualité est maximal. La comparaison des valeurs du facteur de qualité obtenues pour les différentes formes de fibre monte une meilleure performance pour la fibre de section carrée orientée avec un angle de π/4.Enfin, l'influence de l'arrangement des fibres sur la qualité de la filtration est analysée en considérant la configuration en quinconce pour les différentes formes. Les simulations conduites pour différentes tailles de particules et différentes valeurs de la densité (particule/air) montent que la fibre de section losange est plus performante en termes de facteur de qualité pour les particules de grande taille et pour les valeurs de densité élevée. La présente étude fournit des pistes pour optimiser le processus de filtration et prédire la qualité de filtrationThe objective of the present research was to numerically investigate the transport and deposition of particles in porous media at the pore scale. Firstly, a developed coupled lattice Boltzmann method (LBM) and discrete element method (DEM) is used to simulate the fluid-particle flow. LBM is employed to describe the fluid flow around fibers whereas DEM is used to deal with the particle dynamics. The corresponding method is two-way coupling in the sense that particle motion affects the fluid flow and reciprocally. It allowed us to predict the capture efficiency and pressure drop at the initial stage of filtration process. The quality factor is also calculated for determining the filtration performance. Secondly, we focus on the study the capture efficiency of single fiber with circular, diamond and square cross-section, respectively. The results of LBM-DEM for filtration process of single circular fiber agree well with the empirical correlation. The impaction of particles on the front side of square-shaped fiber is more favorable than those on circular and diamond cases. However, diamond fiber exhibits a good filtration performance. Then the variations of quality factor due to the different orientation angle and aspect ratio of rectangular fiber were studied using LBM-DEM. For each case, we have found the optimal value of the windward area to which corresponds a maximum value of the quality factor. The comparison of the performance of the different forms of fibers shows that the largest quality factor is obtained for square fiber oriented with angle π/4.Finally, the influence of the arrangement of fiber on filtration performance is analyzed by considering the staggered configuration. Simulations conducted for several particle size and density show that the diamond with staggered array performs better for large particles and high particle-to-fluid density ratio in terms of quality factor. The present study provide an insight to optimize the filtration process and predict filtration performance
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Lorriaux, Etienne. "Etude de méthodes métaheuristiques appliquées à l'optimisation aérodynamique ferroviaire." Valenciennes, 2007. http://ged.univ-valenciennes.fr/nuxeo/site/esupversions/ec593272-c953-4cfa-8769-3eb3b82c3fa7.
Full textAbstract:
L’amélioration de la qualité du transport ferroviaire passe par l’augmentation des vitesses opérationnelles sans altération des niveaux de sécurité et de confort. Dans ces conditions, les aspects aérodynamiques jouent un rôle important et imposent des contraintes de conception parfois contradictoires. Pour y répondre, cette thèse expose les bases d’une méthode globale d’optimisation. Ce travail s’appuie sur la simulation numérique du comportement aérodynamique des rames, nécessitant des moyens de calcul importants. La complexité du domaine de recherche à prospecter impose de recourir à une procédure d’optimisation flexible et performante. L’étude concerne donc les méthodes métaheuristiques, et plus particulièrement l’emploi d’un algorithme génétique couplé à une procédure d’estimation des solutions automatisée. Les méthodes hybrides, consistant à greffer une méthode de recherche locale à l’algorithme général, sont avantageuses mais sont difficiles à mettre en place. Une solution originale est proposée, consistant à intégrer la méthode de recherche locale à l’élaboration d’une génération de l’algorithme génétique. Cette procédure, appelée génération ciblée, combine les qualités de l’algorithme génétique avec la précision de la recherche locale, tout en s’affranchissant de transition entre chaque méthode. Après avoir été validée sur des exemples classiques, la génération ciblée a été appliquée à des profils bidimensionnels représentatifs de formes ferroviaires. Les sensibilités des caractéristiques des algorithmes génétiques et de l’estimateur ont été étudiées. Enfin, une application tridimensionnelle mono-objectif a été réalisée pour démontrer la faisabilité de la méthodeImproving the quality of railway transport requires higher operational speeds with equivalent security and comfort levels. Under these conditions aerodynamic effects play an important role and can imply conflicting design constraints. This work lays the basis of a global optimization method. This work is based on numerical simulations of trains aerodynamics, demanding substantial computing resources. The complexity of the search space to be explored imposes the use of a flexible and highly efficient optimization process. The study concerns metaheuristic methods and particularly a genetic algorithm relying on a fully automatic process for the flow simulations. The hybrid method, consisting in using a local search method with the general algorithm, are advantageous but are difficult to set up. An original solution is proposed, consisting in incorporating the simplex method in the generation process of a genetic algorithm. This method, called Targeted Generation Simplex, combines the genetic algorithm advantages with the accuracy of the local search and does not need any transitions between each method. The Targeted Generation Simplex has been first validated on classical examples. Therefore, it has been applied to two dimensional profiles representative of railway shapes. Sensitivity with respect to the genetic algorithm characteristics and to the estimator has been studied. The method has been successfully applied to a three dimensional single objective application to demonstrate its feasibility
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Fournier, Damien. "Analyse et développement de méthodes de raffinement hp en espace pour l'équation de transport des neutrons." Phd thesis, Aix-Marseille Université, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00769546.
Full textAbstract:
Pour la conception des cœurs de réacteurs de 4ème génération, une précision accrue est requise pour les calculs des différents paramètres neutroniques. Les ressources mémoire et le temps de calcul étant limités, une solution consiste à utiliser des méthodes de raffinement de maillage afin de résoudre l'équation de transport des neutrons. Le flux neutronique, solution de cette équation, dépend de l'énergie, l'angle et l'espace. Les différentes variables sont discrétisées de manière successive. L'énergie avec une approche multigroupe, considérant les différentes grandeurs constantes sur chaque groupe, l'angle par une méthode de collocation, dite approximation Sn. Après discrétisation énergétique et angulaire, un système d'équations hyperboliques couplées ne dépendant plus que de la variable d'espace doit être résolu. Des éléments finis discontinus sont alors utilisés afin de permettre la mise en place de méthodes de raffinement dite hp. La précision de la solution peut alors être améliorée via un raffinement en espace (h-raffinement), consistant à subdiviser une cellule en sous-cellules, ou en ordre (p-raffinement) en augmentant l'ordre de la base de polynômes utilisée.Dans cette thèse, les propriétés de ces méthodes sont analysées et montrent l'importance de la régularité de la solution dans le choix du type de raffinement. Ainsi deux estimateurs d'erreurs permettant de mener le raffinement ont été utilisés. Le premier, suppose des hypothèses de régularité très fortes (solution analytique) alors que le second utilise seulement le fait que la solution est à variations bornées. La comparaison de ces deux estimateurs est faite sur des benchmarks dont on connaît la solution exacte grâce à des méthodes de solutions manufacturées. On peut ainsi analyser le comportement des estimateurs au regard de la régularité de la solution. Grâce à cette étude, une stratégie de raffinement hp utilisant ces deux estimateurs est proposée et comparée à d'autres méthodes rencontrées dans la littérature. L'ensemble des comparaisons est réalisé tant sur des cas simplifiés où l'on connaît la solution exacte que sur des cas réalistes issus de la physique des réacteurs.Ces méthodes adaptatives permettent de réduire considérablement l'empreinte mémoire et le temps de calcul. Afin d'essayer d'améliorer encore ces deux aspects, on propose d'utiliser des maillages différents par groupe d'énergie. En effet, l'allure spatiale du flux étant très dépendante du domaine énergétique, il n'y a a priori aucune raison d'utiliser la même décomposition spatiale. Une telle approche nous oblige à modifier les estimateurs initiaux afin de prendre en compte le couplage entre les différentes énergies. L'étude de ce couplage est réalisé de manière théorique et des solutions numériques sont proposées puis testées.
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Oualibouch, Moulay Es-Saïd. "Analyse numérique des méthodes proximales : décomposition et parallélisme." Phd thesis, Grenoble 1, 1992. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00341794.
Full textAbstract:
Nous proposons dans ce travail de nouvelles méthodes de décomposition basées sur l'algorithme du point proximal et ses extensions en optimisation convexe sous contraintes. On y démontre en particulier la sensibilité numérique de ces méthodes au choix d'un certain paramètre utilise pour accélérer la convergence. Ces méthodes sont appliquées a plusieurs modèles, notamment aux problèmes de transports dans les réseaux et aux problèmes de localisation. Les performances ont été validées a la fois du point de vue séquentiel et du point de vue massivement parallèle après une mise en œuvre sur la connection machine cm-2
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Oukfif, Samira. "Modélisation numérique du transport de masse et de la filtration dans les milieux poreux saturés." Le Havre, 2010. http://www.theses.fr/2010LEHA0007.
Full textAbstract:
L’objectif principal de ce travail est le développement d’un modèle numérique qui permet de simuler le transport de masse dans les milieux poreux homogènes et hétérogènes. Cet outil numérique sera à terme un moyen de prédiction de la progression d’une pollution dans un sol et d’évaluation des risques de contamination des nappes phréatiques. Le modèle est basé sur l’équation de convection-dispersion avec une cinétique de dépôt/relargage de premier ordre. La résolution de cette équation en 1D et 2D est basée sur une méthode Lagrangienne, appelée méthode particulaire, qui utilise la technique de vitesse de dispersion. Les conditions aux limites (entrée du domaine) sont traitées avec une technique de particules images. La variation de porosité dans le milieu poreux due à la rétention et au détachement des particules est évaluée à partir de la relation de Kozeny-Carman. L’étude de sensibilité du modèle, effectuée dans différentes configurations lorsque les solutions analytiques sont fournies, montre une précision suffisante pour un choix adéquat de paramètres numériques. La validation du code de calcul est obtenue par l’ajustement d’essais de traçage en colonnes de laboratoire dans des conditions d’écoulement à débit constant ou à charge constante. Dans ce dernier cas, un couplage entre l’équation de transport et celle de l’écoulement (Equation de Darcy) est réalisé. La résolution de l’équation de l’écoulement est effectuée à l’aide d’un schéma numérique en différences finies sur une grille fixe. L’équation de transport est d’abord résolue pour calculer la concentration sur les particules, puis à l’aide d’un schéma séquentiel non itératif, on résout l’équation de l’écoulement pour évaluer la charge hydraulique et la vitesse sur les nœuds de la grille. Les échanges entre la grille et les particules sont assurés au moyen de fonctions d’interpolation. La simulation d’essais en injection instantanée ou continue a montré un bon ajustement entre les courbes de restitution calculées et mesurées, et notamment les essais où le dépôt et le relargage agissent simultanément. Les profils de porosité obtenus le long de la colonne, montrent une diminution de la porosité à l’entrée de la colonne, et qui est plus marquée dans le cas d’un écoulement à charge constante. Le modèle numérique est adapté à la simulation de l’érosion (suffusion) d’un sol en considérant uniquement le relargage, et l’ajustement d’essais d’érosion totale au laboratoire a montré un bon accord. Afin de simuler le transport de soluté dissous dans deux milieux homogène et hétérogène supposé infinis, la cinétique de dépôt/relargage est remplacée par un partage non linéaire de Freundlich. Pour tenir compte des hétérogénéités du champ de perméabilité aléatoire qui engendre des vitesses d’écoulement préférentielles, plusieurs simulations dite monte Carlo sont réalisées et montrent que la vitesse de dispersion offre une alternative intéressante (convergence plus rapide). Les résultats obtenus sont en accord avec les résultats de la littérature. Cette étude numérique a permis la mise en œuvre de la méthode particulaire pour simuler le transport, dépôt et relargage dans un milieu poreux fini. Néanmoins, le modèle de dépôt /relargage de premier ordre adopté peut être amélioré afin de prendre en compte le couplage entre les deux processus et notamment le seuil de détachement des particulesThis work aims is devoted to the development of numerical model in order to simulate the mass transport in homogeneous and heterogeneous porous media. So to guarantee security, a reliable numerical model will be used at long term to predict the progression of pollution in a ground. The model is based on the convection-dispersion equation coupled with a deposition release kinetic. The transport equation in 1D and 2D is resolved by means of a Lagrangian method, called particle method which uses a dispersion velocity technique. The boundary conditions are interpreted with a technique of a ghost particle. Due to the retention and detachment of the particle, the Kozeny-Carman relation is employed to evaluate the porosity variation in the porous media. The sensitivity study of the model is performed by considering a various configurations when analytical solutions are provided and shows a sufficient precision for adequate numerical parameters. The numerical model validation is obtained by fitting the tracer laboratory column under the constant flow or constant flow head conditions. Under the constant flow head, a coupling between the transport equation and flow equation (Darcy’s low) are performed by resolving flow equation using a numerical model of the finite differences on a fixed grid. The coupling between the flow problem and the transport problem is realized with using a non iterative sequential scheme. The exchanges between the grid and the particles are ensured by means of interpolation function. A good fitting is obtained from the numerical results and experiment data measured in the term of breakthrough curves, in particular when the deposition and release kinetic were considered. The constant flow head shows an important reduction of the porosity profiles at the entry of the laboratory column. Then, the numerical model is used to simulate the erosion (suffusion) of a ground by considering only release, and the fitting of the laboratory column showed a good agreement. An interesting alternative to particle tracking random walk random is studied in order to simulate the transport of sorbing solutes in homogeneous and heterogeneous infinite media. The deposition release kinetic is replaced by a nonlinear Freundlich sorption is considered. A stochastic approach which consists in generating many simulations for which flow and transport problems are resolved. The final results are obtained by means of an average on all numerical simulations performed called Monte Carlo approach. The results obtained are in agreement with those presented in the literature. In order to simulate transport, deposition and release in a finite porous media, the numerical model presented in this study allowed the implementation of the particle method. Nevertheless, the model studied of the deposition and release kinetic can be improved in order to take account the coupling between the two processes and in particular the threshold of detachment of the particles
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Charles, Frédérique. "Modélisation mathématique et étude numérique d'un aérosol dans un gaz raréfié. Application à la simulation du transport de particules de poussière en cas d'accident de perte de vide dans ITER." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00463639.
Full textAbstract:
Dans ce travail, nous nous intéressons à des modèles cinétiques décrivant un aérosol constitué de particules solides dans un gaz raréfié. Ces modèles sont constitués d'un couplage de deux Équations aux Dérivées Partielles décrivant l'évolution spatio-temporelle des distributions en molécules de gaz et en particules de poussière. Le modèle présenté dans la première partie de ce travail est constitué d'un couplage de deux équations de type Boltzmann, dans lequel l'interaction entre les molécules de gaz et les particules de poussière est décrite par deux opérateurs de collision. Nous proposons deux modélisations de ces opérateurs. Dans la première, les collisions entre particules et molécules sont supposées élastiques. Dans la seconde, nous modélisons ces collisions par un mécanisme inélastique de réflexion diffuse sur la surface des particules. Nous établissons alors des opérateurs de collision d'expressions non classiques. D'un point de vue mathématique, nous montrons que le couplage homogène en espace muni des opérateurs de collision élastiques possède des solutions faibles préservant la masse et l'énergie, et vérifiant une inégalité d'entropie. Nous proposons ensuite une mise en oeuvre numérique du modèle dit de réflexion diffuse, basé sur un code de type Direct Simulation Monte Carlo. Celle-ci met en évidence un coût de simulation de l'opérateur particules-molécules trop élevé lorsque les particules ont un rayon trop grand. Nous introduisons alors dans la deuxième partie de ce travail un modèle constitué d'un couplage (par l'intermédiaire d'une force de traînée) entre une équation de Vlasov et une équation de Boltzmann. Pour cela, nous effectuons un adimensionnement du premier système, suivi d'un développement asymptotique de l'opérateur de collision particules-molécules adimensionné en fonction du rapport de masse entre une molécule et une particule de poussière. Nous justifions ensuite rigoureusement ce développement asymptotique dans le cas homogène en espace et pour le modèle de collisions élastiques en prouvant que les solutions du couplage Boltzmann/Boltzmann convergent faiblement vers des solutions du couplage asymptotique Vlasov/Boltzmann. Nous établissons pour cela une nouvelle variante de l'inégalité de Povzner, adaptée au cas de particules de masses très différentes. Par ailleurs, nous comparons numériquement les systèmes Boltzmann/Boltzmann et Vlasov/Boltzmann pour le modèle dit de réflexion diffuse. La mise en oeuvre numérique du système Vlasov/Boltzmann est réalisée par couplage entre une méthode de type Particle-In-Cell et une méthode Monte-Carlo. Enfin, nous présentons l'application de ces modèles à la simulation numérique de la mobilisation et du transport de particules de poussière au début d'un accident de perte de vide, dans le cadre d'étude de sûreté pour le réacteur ITER
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Picot, Géraldine. "Caractérisation et modélisation du transport de polluants dans la zone non saturée : application à une friche industrielle." Artois, 2005. http://www.theses.fr/2005ARTO0209.
Full textAbstract:
Les contaminants, accumulés dans les premiers mètres de sols peuvent se déplacer en profondeur, suite aux infiltrations successives, vers la nappe superficielle entraînant sa contamination. L'objectif principal de ce travail concerne la caractérisation et la modélisation de l'évolution spatiale et temporelle de polluant depuis la surface du sol jusqu'à la nappe. Celui comprend, d'une part, l'étude de l'influence des paramètres sur les résultats de simulation d'écoulement et de transport, et d'autre part, s'applique à une friche de cokerie polluée en hydrocarbures aromatiques polycycliqes (HAP). La première partie de ce travail nous permet d'identifier six paramètres à renseigner pour l'écoulement et cinq pour le transport de polluant. La caractérisation de ces paramètres s'effectue soit en laboratoire, soit in situ, et la valeur de certains peut être obtenue selon différentes méthodes. Ces dernières sont réalisées sur l'expérience de Gandola (1999) et montrent différentes valeurs d'un même paramètre selon la méthode utilisée. A ce point du travail de thèse, un problème se pose quant à la meilleure évaluation des paramètres, et donc à l'impact des valeurs sur les résultats de simulation. De ce fait, la seconde partie de ce travail aborde l'influence des paramètres et des modèles sur les résultats de simulation d'écoulement et de transport en zone non saturée. Un premier scénario utilisant les valeurs caractérisées montre des résultats numériques comparables aux résultats de laboratoire, indiquant alors la bonne démarche de caractérisation des paramètres. Après avoir fait varier la valeur des plus importants (type de maillage, conductivité hydraulique à saturation, porosité, paramètres de forme des différents modèles de rétention, coefficients de dispersion latéral et transversal et coefficient de diffusion moléculaire), il en ressort que dans ce cas d'étude : la vitesse de déplacement du bulbe est sensible aux valeurs de conductivité hydraulique à saturation et de porosité : l'évolution de la concentration en soluté du bulbe infiltré ne dépend que des valeurs des coefficients de dispersion. Les simulations sont sensibles au type de modèle de rétention utilisé (Van Genuchten-Mualem, 1980 ; Haverkamp et al, 1977 et Brooks et Corey, 1964). Enfin, chacun des modèles ne fait pas intervenir le même nombre de paramètres, ce qui ajouté à leur sensiblité devient un critère de sélection non négligeable. Les expériences contrôlées de laboratoire s'avèrent être intéressantes pour valider et tester des hypothèses de modélisation. Les conclusions apportées par la deuxième partie permettent de mieux appréhender l'étude du cas réel : la friche d'une ancienne cokerie qui est étudiée dans la dernière partie de ce travail. Réalisée en trois étapes, la première concerne le recueil des informations disponibles, faisant suite, la seconde étape détaille la campagne d'investigation renseignant les paramètres manquant (caractérisation hydrique de la zone non saturée estimée de 1,5 à 5 m de profondeur). La synthèse de ces deux étapes permet la réalisation d'une troisième qui consiste en la modélisation de la zone non saturée de la friche industrielle. Cinq faciès majeurs sont reconnus sur le site, caractérisés puis agencés en divers scénarii (profils de sol de 5,5 m) qui sont simulés. Tous sont composés d'une même source polluante, d'un même flux entrant (au sommet) et d'une charge hydraulique constante dans les graves. Les résultats de simulation sur dix années permettent d'évaluer la part de polluant arrivant dans l'aquifère des graves, mais également d'apprécier l'importance de la prise en compte de la zone non saturée et de sa composition dans une étude de contamination de la nappe depuis une source polluante placée en surface du sol. Il en ressort que la caractérisation physique du faciès portant la "source" polluante produit une différence dans la vitesse de transfert des polluants à la nappe. Cette variation est plus négligeable selon le type de faciès constituant la zone sous-jacente. Il est donc important dans ce type d'étude de caractériser les remblais constituant les premiers mètres ainsi que la stratification de la zone non saturéeThe contaminants accumulated in the first meters of the soil can move vertically, due to the successives infiltrations, towards the groundwater leading to its contamination. The main objective of this work deals with the characterization and the modelling of the spatial and temporary evolution of contaminants from the soil’s surface to the groundwater. This is on includes on one hand : the study of the parameter’s influence on the results of the simulation of flows and transport, and on the other hand this applies to polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) polluted plant coke. The first part of this work helps us to identify six parameters for flow and five for the transport of contaminant whiches have to be estimated for experimental studies. The characterization of these parameters is made either in laboratory or in situ, and the value of some parameters can be obtained according to various methods. These methods of characterization are applied on Gandola’s experiment (1999) and give different values according to the method which is used. From this point of this work, we can wonder what will be the best way to estimate the parameters and also the impact on the results of the simulation which results from this. So, the second part of this work deals with the influence of parameters and models on the results of the flow and transport’s simulation in an unsaturated zone. A first scenario using the characterizated values gives us the numerical results similar to the laboratory results, whiches the point out ther right reasoning of the parameters’ characterization. After making vary the value of the most important parameters (sort of maillage, hydraulic conductivity, porosity, retention’s curve parameters, coefficent of dispersivity and diffusion), what emerges from all that in this study is that : the speed of the flow is sensitive to the values of the hydraulic conductivity and of porosity ; the evolution of concentration only depends on the values of the coefficients of dispersivity. The simulations are sensitive to the sort of retention’s model that is used (Van Genuchten-Mualem, Haverkamp et al. And Brooks & Corey). At last, each one of these models doesn’t make intervene the same number of parameters, which added to the parameters sensitivity becomes a significant selection criteria. The tested laboratory experiments prove to be interesting to validate and to test modelisation’s hypothesis. The conclusions provided by the second part enable to better apprehend the study of the real case : The waste land of an old plant coke. Which is studied in the last part of this work made three steps, the first witth regard to the collection of avaible informations, then the second step explains in detail the investigation campaign giving informations on the unsaturated zone estimated from 1,5 m to 5 m deep. The synthesis of those two steps enables the realization of a third one which deals with the modelisation of the unsaturated zone of the industrial wasteland. Five main slice are recognized on the site, characterizated and then put together in different scenario (of 5 meters deep) whiches are simulated. All of them are made up of the same contaminated source, of the same flux coming in (at the top) and of a constant and identical hydraulic head in the froundwater. The results of the simulation aver ten years enable us to estimate the portion of the contaminant getting to the groundwater but also to appreciate the importance of taking the unsaturated zone and its composition into account, in a study of the groundwater’s contamination by a polluted source placed on the surface of the soil. What emerges from all that is that the physical and hydrical characterization of the sort of the soil containing the contaminating source produces a difference in the transfer ‘s speed of the contaminants to the grounwater. This variation is more negligible according to the sort of soil constituting the underlying zone. So it is important in such a study to characterize the embankment constituting the first meters, as well as the stratification of the unsaturated zone on this sort of site
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Peyroux, Julien. "Simulations numériques de l'équation de Vlasov à l'aide d'outils parallèles." Nancy 1, 2005. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_2005_0114_PEYROUX.pdf.
Full textAbstract:
Les problèmes liés à l'interaction laser-matière ou la turbulence dans les plasmas de tokamak rencontrée en fusion magnétique impliquent l'étude de plasmas de Vlasov fortement non linéaires et/ou relativistes. Le recours à des outils de simulation performants sur de puissants ordinateurs s'avère nécessaire pour mieux comprendre les mécanismes physiques mis en jeu dans ces deux domaines. Le développement de méthodes non particulaires (ou plus exactement semi-lagrangiennes) pour la résolution des équations cinétiques et en particulier pour l'Étude des interactions ondes-particules reste une voie particulièrement prometteuse compte tenu de l'importance des résultats déjà obtenus. Ce projet a pour objectif de rendre encore plus performantes les résolutions de codes Vlasov grâce à ces divers outils de parallelisation (MPI, OpenMP. . . ), Pour notre travail, un " cas test " simplifié nous a servi de base pour la construction des codes parallèles afin d'obtenir un squelette informatique qui, par la suite, pourra être réutilisé pour des modèles de plus en plus complexes (à plus de quatre variables d'espace des phases). Ce qui permettra de traiter ainsi des situations plus réalistes liées par exemple à l'injection d'impulsions ultra courtes et ultra intenses dans un plasma en fusion inertielle ou encore à l'étude de l'instabilité d'ions piégés, mécanisme maintenant admis comme étant responsable de la génération de la turbulence dans les plasmas de tokamakThe problems related to a laser-matter interaction or turbulence in takomak plasmas encountered in magnetic fusion call for a study of not strongly linear/relativist Vlasov plasmas. It becomes necessary to use powerful tools for simulation on powerful computers in order to better include/understand the physical mechanisms put in play in these two domains. The development of nonparticular (or more exactly semi-Lagrangian) methods for the resolution of kinetic equations and, in particular, for the study of the wave-particle interactions remain a particularly promising way, taking into account the importance of results already obtained. This project aims to make even more powerful the resolution of Vlasov codes through the various parallelisation tools (MPI, OpenMP. . . ). For our work, a simplified ``test case'' served for us as a base for constructing the parallel codes for obtaining a data-processing skeleton which, thereafter, could be re-used for increasingly complex models (more than four variables of phase space). What will thus make it possible to treat more realistic situations linked, for example, to the injection of ultra short and ultra intense impulses in inertial fusion plasmas, or the study of the instability of trapped ions now taken as being responsible for the generation of turbulence in tokamak plasmas
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Jaffar-Bandjee, Mourad. "Pheromone transport in multiscale pectinate antennae." Thesis, Tours, 2019. http://www.theses.fr/2019TOUR4021.
Full textAbstract:
Chez de nombreuses espèces de papillons, les adultes femelles relâchent d’infimes quantités de phéromones sexuelles pour attirer les mâles. Ces quantités sont de l’ordre de la dizaine de nanogrammes et les mâles peuvent les détecter à plusieurs centaines de mètres. Les mâles doivent donc être capables de sentir des concentrations de phéromone très faibles. Cette fonction olfactive est réalisée par les antennes et une des étapes critiques est la capture des molécules dans l’air. C’est un problème de transport de masse qui dépend étroitement de la forme de l’antenne. Une des formes les plus spectaculaires est l’antenne pectinée qui se retrouve dans plusieurs familles de papillons. Ce type d’antenne est aussi considéré plus efficace que les antennes cylindriques pour détecter les phéromones. Nous avons étudié comment la forme des antennes pectinées influence leur efficacité pour capturer les phéromones et nous nous sommes concentrés sur une espèce, Samia cynthia.Une antenne pectinée est un objet multi-échelle. Elle fait 1cm de long et est composée d’une branche principale, le flagellum, qui porte des branches secondaires, les ramis. Chaque rami porte de nombreux poils, les sensilles, qui font 150µm de long et 3µm de diamètre. Les dimensions caractéristiques de l’antenne couvrent donc 4 ordres de grandeur, ce qui rend l’étude des antennes difficile.Pour simplifier le problème, nous avons décomposé l’antenne en deux niveaux : la macrostructure, composée du flagellum et des ramis, et la microstructure, composée d’un rami et de sensilles qu’il porte. Chaque structure a été agrandie et construite par impression 3D. La construction des ramis et des sensilles, qui sont de longs et fins cylindres, a été un challenge.Les antennes pectinées sont des objets perméables, ainsi que les macro- et micro- structures. Ainsi, le flux d’air passe en partie à travers de tels objets et est en partie dévié. La perméabilité est la proportion du flux passant à travers l’objet. Ce paramètre est important car il détermine un limite haute de ce que peut capture l’antenne : les molécules du flux d’air dévié ne peuvent pas être capturées. Nous avons expérimentalement mesuré, par Vélocimétrie à Image de Particule, la perméabilité des macro- et micro- structures à différentes vitesses rencontrées par le papillon dans la nature.Nous avons ensuite calculé la capture de phéromone et l’efficacité de la microstructure en adaptant un modèle de transfert de chaleur à notre problème de transfert de masse. Nous avons montré que l’orientation longitudinale des sensilles est suffisante pour expliquer le phénomène de lentille olfactive qui dit que la partie distale de la sensille capture plus de molécules que la partie basale. Nous avons montré que l’efficacité de l’antenne est limitée par la perméabilité, qui augmente avec la vitesse de l’air, et par la capture locale, qui est la proportion de molécules capturée dans le flux passant à travers l’antenne et qui décroît avec la vitesse. Au final, la microstructure n’a pas un maximum d’efficacité autour d’une valeur de vitesse d’air mais elle est plutôt modérément efficace sur la large plage de vitesses d’air rencontrées par le papillon.Nous avons développé une méthode par le biais de simulations FEM pour combiner les deux niveaux (la macro- et la micro- structures). Cette méthode est basée sur la relation entre le traînée et la perméabilité et nous a permis de déterminer la perméabilité de l’antenne entière. Nous avons ensuite calculé l’efficacité d’une antenne pectinée et l’avons comparée à celle d’une antenne cylindrique. Nous avons trouvé que l’antenne pectinée est une bonne solution pour fortement augmenter la surface de contact entre l’air et l’antenne tout en maintenant une bonne efficacité de capture aux vitesses d’air rencontrées par le papillonIn many moth species, female adults release tiny amounts of sexual pheromone in order to attract male mates and reproduce. The quantity of released pheromone is around a few dozens of nanograms and male moths can detect it a few hundred meters away from females. As a consequence, they must be able to smell very low concentrations of pheromone. This olfactory function is carried out by the antennae. A critical step in the olfactory process is the capture of molecules from the air. This is a mass transport problem which depends heavily on the shape of the antenna. One of the most spectacular shapes, which occurs in several moth families, is the pectinate antenna. This type of antenna is also thought to be more effective at detecting pheromones than cylindrical-shaped ones. In this work, we investigated whether and how the shape of the pectinate antenna influences its efficiency at capturing pheromone molecules. We focused on one species, Samia cynthia.A pectinate antenna is a complex and multi-scale object. It has a length of 1cm and is composed of one main branch, the flagellum, which carries secondary branches, the rami. Each rami supports numerous hairs, the sensilla, which are 150µm long and have a diameter of only 3µm. Thus, the characteristic dimensions of the antenna span over four orders of magnitude, which makes the study of such objects difficult.To simplify our problem, we decided to split the pectinate antenna in two levels: the macrostructure, composed of the flagellum and the rami, and the microstructure, composed of a rami and the sensilla it bears. Both structures were scaled up and fabricated by Additive Manufacturing. The building of the rami and sensilla, which are long and thin cylinders, was a challenge as we reached the limits of the 3D-printers we used.Pectinate antenna are permeable objects, as are the macro-and microstructures. Thus, air flowing in the direction of such objects either passes through the antenna or is deflected around it. Leakiness if the proportion of flow passing through the permeable object. This parameter is important as it sets an upper limit on the pheromone captured by the antenna: molecules carried by the deflected part of the flow cannot be captured. We experimentally determined the leakiness of the macro- and microstructures at several air velocities encountered by a moth in nature using Particle Image Velocimetry.We then calculated the pheromone capture and efficiency of the microstructure by adapting a model of heat transfer to our mass transport problem. We showed that the longitudinal orientation of the sensilla is sufficient to explain the phenomenon of olfactory lens, stating that the tip of the sensilla captures more molecules than the base. We also found that the efficiency of the antenna is limited by both the leakiness of the antenna, which increases with air velocity, and the local capture, which is the proportion of molecules captured in the part of the airflow passing through the antenna and which decreases with air velocity. Eventually, the microstructure does not have a strong maximum efficiency at a specific air velocity but, instead, is moderately efficient over the large range of air velocity encountered by a moth.We developed a method with the help of FEM simulations to combine the two levels (the macrostructure and the microstructure). This method is based on the relation between drag and leakiness and allowed us to determine the leakiness of the entire antenna. We then could calculate the efficiency of the pectinate antenna and compared it with the one of a cylindrical-shaped one. We found that a pectinate design is a good solution to increase the surface contact between the air and the antenna strongly while maintaining a good capture efficiency at the velocities encountered by the moth
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Ray, Cyril. "ATLAS, une plate-forme pour la modélisation et la simulation de systèmes désagrégés." Phd thesis, Université Rennes 1, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00090373.
Full textAbstract:
Cette thèse introduit une méthodologie composée d'une démarche de modélisation et d'un support informatique pour la simulation distribuée et l'analyse de systèmes complexes à larges flux de données désagrégées. Le choix méthodologique proposé est influencé à la fois par le système à simuler et par l'architecture informatique servant de support de simulation dans le but de proposer une solution où l'aspect technique soit en accord avec l'aspect conceptuel. La démarche de modélisation intègre une description hiérarchique représentant l'organisation interne d'un système complexe, la construction d'un graphe logique traduisant une décomposition structurelle du système. Le graphe logique est ensuite utilisé pour réaliser une projection qui produit un graphe physique établissant une abstraction qui lie le niveau de représentation conceptuel et le système distribué sous-jacent. La plate-forme Atlas est un support de simulation distribuée à événements discrets dirigée par le temps et dont les propriétés dynamiques reproduisent le comportement de larges flux de données désagrégées. Une des particularités de cette plate-forme réside dans le concept de migration physique par groupe qui donne une solution adaptée pour réaliser et coordonner la migration de larges flux d'objets. Cette migration par groupe possède de nombreux avantages pour la simulation de systèmes sociétaux et urbains, notamment pour les systèmes en transport. L'utilisation de notre méthodologie et de sa plate-forme est illustrée par une application en transport qui modélise et simule les flux de personnes entre les différents halls d'un terminal d'aéroport.
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Boughanem, Hicham. "Evaluation des termes de transport et de dissipation de surface de flamme par simulation numérique directe de la combustion turbulente." Rouen, 1998. http://www.theses.fr/1998ROUES040.
Full textAbstract:
L'hypothèse transport par gradient de la variable de progrès a un domaine de validité limité dans le cas des flammes turbulentes prémélangées et l'existence de deux régimes de transport, gradient et contre-gradient, a été démontrée à l'aide de simulations numériques directes, réalisées dans des configurations de flammes planes. Une base de données a permis de caractériser l'influence du dégagement de chaleur, du rapport de vitesse (u p/s l), et l'amplitude d'un champ d'accélération externe. L'influence du rapport de longueur (l t/ l) n'est pas étudiée. Les simulations révèlent une forte corrélation entre la nature du transport turbulent et la vitesse et l'épaisseur de flamme turbulente. Ces effets ne sont pas correctement décrits dans les modèles de combustion. Une approche conditionnelle gaz frais / gaz brûlés est proposée pour résoudre les difficultés rencontrées. Ce travail a permis d'observer le développement d'instabilités de flammes dans des configurations turbulentes. Un critère est proposé pour déterminer le domaine d'influence de ces instabilités (instabilités de Darrieus-Landau, instabilités de Rayleigh-Taylor, instabilités thermo-diffusives). Ce critère suggère que le rôle des instabilités de flamme n'est pas limité à des écoulements à faible nombre de Reynolds.
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Hagemann, Birger. "Numerical and Analytical Modeling of Gas Mixing and Bio-Reactive Transport during Underground Hydrogen Storage." Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0328/document.
Full textAbstract:
En rapport avec la transition énergétique, d’importantes capacités de stockage énergétique sont nécessaires pour intégrer la forte variation de la production énergétique au travers des centrales éoliennes et photovoltaïques. La transformation de l’énergie électrique en énergie chimique sous forme d’hydrogène est l’une des possibles techniques. La technologie de stockage de l’hydrogène souterrain, selon laquelle l’hydrogène est stocké dans les formations souterraines semblables au stockage du gaz naturel est actuellement un axe de recherche de plusieurs états européens. Par comparaison au stockage du gaz naturel dans les formations souterraines et qui est établie depuis de nombreuses années, l'hydrogène a montré des différences significatives dans son comportement hydrodynamique et biochimique. Ces aspects ont été étudiés dans la présente thèse en utilisant différentes approches analytiques et numériquesIn the context of energy revolution large quantities of storage capacity are required for the integration of strongly fluctuating energy production from wind and solar power plants. The conversion of electrical energy into chemical energy in the form of hydrogen is one of the technical possibilities. The technology of underground hydrogen storage (UHS), where hydrogen is stored in subsurface formations similar to the storage of natural gas, is currently in the exploratory focus of several European countries. Compared to the storage of natural gas in subsurface formations, which is established since many years, hydrogen shown some significant differences in its hydrodynamic and bio-chemical behavior. These aspects were investigated in the present thesis by different analytical and numerical approaches
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Delteil, Jacques. "Modélisation et exploitation de réseaux linéaires pour la simulation en temps réel." Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30105.
Full textAbstract:
L'organisation structuree d'un reseau lineaire, tel un reseau routier ou ferroviaire, la production de telles bases de donnees et l'exploitation pour des applications de conduite doivent beneficier de modeles adaptes qui permettent de repondre aux specificites de la simulation de conduite au sol. Dans cette these, nous presentons des solutions geometriques pour construire des elements complexes et une structure topologique simple et efficace pour bien exploiter la base de donnees. Les problemes inherents aux donnees geographiques permettent de se rendre compte du travail a effectuer avant de pouvoir visualiser de tels reseaux. Le module visuel est un capteur sensoriel qui renseigne grandement le conducteur. Il faut donc consacrer beaucoup d'efforts pour que ces renseignements restent significatifs
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Le, Anh Ha. "A posteriori error estimation for simulation of diffusion and fluid mechanics problems by finite volume techniques." Paris 13, 2011. http://www.theses.fr/2011PA132055.
Full textAbstract:
Ce travail concerne les estimations a posteriori pour la simulation numérique, par des méthodes de volumes finis, de plusieurs modèles liés à la mécanique des fluides : le problème de Stokes stationnaire, l'équation de Darcy non-linéaire et l'équation de transport linéaire. De plus, un résultat concerant des inégalités de Poincaré discrètes sur des maillages bidimensionels quelconques est également présenté.
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Chata, Florent. "Estimation par méthodes inverses des profils d’émission des machines à bois électroportatives." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0161/document.
Full textAbstract:
Cette thèse est dédiée à l'estimation de l'intensité d'une source de polluant de type particulaire par inversion de signaux de concentration mesurés avec un nombre fini de capteurs placés loin de la source. Cette méthode d'estimation inclut deux étapes distinctes. La première étape consiste à déterminer les paramètres du modèle d'inversion en utilisant une source d'aérosol connue et les mesures de concentration en particules correspondantes. Dans une seconde étape, une source d'aérosol inconnue est reconstruite à partir de l'inversion du modèle et des mesures de la concentration. Ce manuscrit traite dans un premier temps du cas stationnaire. L'approche théorique exposée permet de proposer un placement optimal des capteurs en plus de la méthode d'estimation de la source. Dans un second temps, on considère le cas où la source inconnue d'aérosol est instationnaire. La méthode d'estimation repose sur une approche convolutive du système, en introduisant la notion d'impédance source/capteur. Après une présentation de la technique d'inversion propre à la méthode d'estimation, elle est appliquée expérimentalement au cas des machines à bois éléctroportatives, dans le but de les discriminer en fonction de leur caractère émissifThis thesis is dedicated to the determination of unknown aerosol sources emission profiles from aerosol concentration measurements in the far-field. This procedure includes two distinct steps. The first step consists in determining the model linking the aerosol source and the concentration measurements using a known source of aerosols and the corresponding dust measurements. In a second step, the unknown source of aerosols is reconstructed by inverting the model for the measured aerosol concentrations. This manuscript deals in a first time with the stationary case. The exposed theoretical approach allows to suggest an optimal sensors placement in addition to the source estimation method. In a second time, we consider the case where the unknown aerosol source is unsteady. The estimation method is then based on a convolutive system approach, introducing the concept of source/sensor impedance. After a presentation of the numerical inversion technique, the method is applied experimentally to the real case of hand-held wood working machines so as to classify the machines with respect to their emission rate
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Dijoux, Loïc. "Simulation numérique des phénomènes d'écoulement et de transport de masse en milieu poreux." Thesis, La Réunion, 2019. http://www.theses.fr/2019LARE0033.
Full textAbstract:
La représentation des écoulements et du transport de masse en milieu poreux trouve des applications diverses en hydrogéologie dont notamment l’étude de la propagation des polluants dans les sols ou encore l’étude des transferts d’eau salée dans les nappes phréatiques côtières. Ce manuscrit de thèse propose donc d’étudier ces phénomènes physiques à travers la modélisation numérique. Plusieurs ensembles de méthodes d’éléments finis sont présentées et discutées. L’accent est essentiellement mis sur la représentation mathématique des milieux fortement hétérogènes et anisotropes. Deux nouvelles méthodes de résolution numérique sont ainsi introduites, à savoir les méthodes H-RTm et H-RTp. Ces méthodes sont toutes deux issues de la technique d’hybridation appliquée aux éléments finis mixtes et aux éléments finis discontinus de Galerkin. Les bénéfices qu’elles apportent dans la représentation des phénomènes d’écoulement et de transport de masse en milieu poreux sont alors illustrés à travers des exemples numériques retrouvés dans la littératureFlow and mass transport through porous media are an important part of underground water studies. Pollution spreading or salt water intrusion in coastal groundwater tables are well known applications. This thesis manuscript is dedicated to the study of this physical phenomena through numerical modelling. Different finite element methods are presented and discussed. We focus on the mathematical representation of strongheterogeneous and anisotropic porous media. We introduce two new numerical methods named H-RTm and H-RTp methods. They take advantage of the hybridization technique applied to mixed finite element methods and discontinuous Galerkin finite element methods. The benefits reached in the numerical representation of flow and mass transfer in porous media are illustrated through numerical examples currently used in literature