Dissertationen zum Thema „Application aux frontières“

Une capsule est une goutte liquide entourée d'une fine membrane élastique. La modélisation du comportement mécanique d'une capsule est un problème complexe de couplage entre la mécanique des fluides interne et externe et celle de la paroi de la capsule, qui peut subir des grandes déformations. On a développé une nouvelle méthode numérique pour modéliser le comportement d'une capsule dans un écoulement de Stokes infini. Le problème fluide est résolu à l'aide de la méthode des intégrales de frontière, tandis que la problème solide l'est par des éléments finis de membrane. La stratégie de couplage développée est non-classique, en particulier parce que les déplacements (plutôt que les efforts) sont imposés aux éléments finis de membrane. Cette nouvelle méthode est conditionnellement stable, précise et demeure stable en présence de compression dans le plan de la membrane, ce qui est une situation qui pose problème avec d'autres méthodes. On applique cette méthode à l'étude de capsules de forme initiale ellipsoïdale, dans un écoulement de cisaillement simple infini. Ces capsules ont des applications biomédicales intéressantes, et constituent un premier modèle mécanique de globule rouge. On met en évidence deux régimes distincts, selon l'intensité du cisaillement dans le fluide : le tumbling (quasi-solide) et le swinging (quasi-fluide). On montre également que les propriétés de la paroi (loi de comportement, module de dilatation surfacique) ont une influence cruciale sur le comportement de la capsule. La nouvelle méthode numérique est prometteuse et peut être étendue pour prendre en compte un rigidité de flexion de la paroi.

Une résolution tridimensionnelle de l'équation de pression par la méthode des éléments frontières est présentée dans le cadre de l'étude des écoulements instationnaires rencontres en turbomachines. La méthode peut être couplée, par le second membre de cette équation, aux équations de Navier-stokes moyennées en azimut. L'équation de pressions et, alors, destinée à remplacer un calcul aube a aube classique qui fournit le terme de force d'aubage. Une étude détaillée de la méthode des éléments frontières est entreprise sur le plan numérique pour évaluer la précision du calcul intégral et pour déterminer le choix des éléments de discrétisation surfacique. La méthode est appliquée sur des géométries élémentaires pour vérifier son comportement, puis dur des géométries typiques des turbomachines comportant une ou deux grilles montrant ainsi ses potentialités. L'étude de l'influence du second membre est enfin analysée.

L'interaction sol-structure est traitee comme un probleme de contact entre deux solides elastiques. Cela suppose que les non-linearites soient localisees a l'interface. Sur un plan numerique, nous abordons sous un angle continu le probleme de frottement entre solides, a l'aide de la methode des equations integrales aux frontieres. La premiere partie est dediee a la mise en equations du probleme de contact avec frottement. La deuxieme partie est consacree au perfectionnement d'un modele d'interface sol-structure de type vectoriel et a dependance directionnelle. Ce modele est base sur le principe d'une interpolation dite rheologique et privilegie la notion de chemin de cisaillement d'interface. La dilatance et la contractance localisees jouent un role fondamental dans le comportement d'interface. La troisieme partie traite des applications a la simulation numerique d'essais d'arrachement de pieux en chambre d'etalonnage ou en centrifugeuse, et ceci en trois dimensions. Une serie de resultats est presentee et commentee

Dans ce travail, differentes etudes sont consacrees au developpement de methodes numeriques pour la caracterisation de discontinuites en guides d'ondes a nervures utilisees dans la conception de polariseurs et dans la modelisation des vis. Les guides d'ondes a nervures sont caracterises par une formulation integrale scalaire reposant sur un choix judicieux d'une fonction de green. Des etudes de convergences portant sur le nombre de modes et le nombre de fonctions d'essai sont presentees. Des guides d'ondes a nervures quelconques (nervures rectangulaires, meplats et nervures coniques) sont caracterises afin d'illustrer la souplesse de cette formulation. Une formulation variationnelle multimodale est amelioree en vue de caracteriser les discontinuites en guides d'ondes a nervures. Pour cela, une base de fonction d'essai est calculee a partir des modes du guide d'onde a nervure en utilisant une technique de reduction d'integrale de surface en une integrale de contour. Un algorithme rapide utilisant une methode d'association de multipoles par matrice impedance est utilise pour modeliser les vis dans les cavites circulaires.

Première activité économique au monde, le secteur touristique souffre dans sa globalité d’une forte accentuation de la concurrence et les destinations de sports d’hiver sont particulièrement touchées (baisse de la fréquentation, aléas climatiques, etc. ). Au niveau français, l’importance économique du tourisme d’hiver et les difficultés auxquelles il est confronté interpellent la compétitivité des destinations « neiges » et appellent aux analyses en termes de performance, qui, dans notre économie contemporaine est une problématique centrale pour les praticiens de la gestion. Dans ce contexte, le besoin d’adopter des stratégies appropriées devient l’enjeu majeur des professionnels du tourisme qui cherchent à maintenir un avantage compétitif. Ainsi, l’optimalité des choix managériaux et stratégiques est indispensable. Face à ces questions fondamentales, se pose également celle de repenser les critères d’évaluation de la performance des stations. L’un des enjeux de ce travail doctoral consiste à valoriser l’utilisation de méthodes quantitatives de benchmarking (notamment la méthode des frontières efficientes non-paramétriques) afin de traiter diverses problématiques dans le domaine des Sciences de Gestion. Au-delà de la simple mesure de performance des unités productives évaluées, le gestionnaire s'intéresse plus fondamentalement à l'explication de ces performances et pointe du doigt les problèmes liés à la qualité de l’organisation interne et aux choix stratégiques. Cette thèse vise également à fournir des pistes de réflexion et constitue une aide à la prise de décision sur le devenir des stations tant pour les professionnels des destinations touristiques de montagne, que pour le monde politique qu’il soit de niveau local ou national
Tourism is one of the first economic activities in the world but this sector faces an intense competition and ski resorts destinations are particularly affected (attendance decrease, climate change, etc. ). In this context, French ski resorts destinations’ performance is questioned and the need to adopt appropriate strategies constitutes an important challenge for tourism decision-makers. In order to maintain their competitive advantage, destination’ managers need to drive optimal strategic and managerial choices. The need to adopt new criteria to evaluate ski resorts’ performance becomes an important issue. One of the challenges of this doctoral thesis is to promote the use of benchmarking quantitative methods (as the non-parametric efficient frontier methods) to address various issues in the field of Management Sciences. Beyond the performance measurement of decision making units, it is also important to explain these performances to highlight problems about organizational quality and strategic choices. The aim of this thesis is also to provide guidelines for both mountain professional decision-makers and policy makers (at the local or national level) to ensure the development and the attractiveness of ski resorts destination

Un montage expérimental stylisant le procédé industriel de solidification dirigée BRIDGMAN est réalisé. Celui-ci est utilisable pour des matériaux à changement de phase transparents. Une instrumentation minutieuse constituée de thermocouples au sein du matériau à changement de phase permet d'obtenir les champs de température dans les phases liquide et solide. On détermine la position du front de solidification dans la section médiane de la cavité par une méthode optique. Le matériau à changement de phase choisi est une paraffine, la n-hexadécane, dont la température de fusion est 18°C. Ses propriétés thermophysiques ont été déterminées par des méthodes soignées. La conductivité thermique des deux phases est constante. La chaleur latente et les chaleurs spécifiques ont été obtenues par calorimétrie différentielle à balayage. On montre les limites de précisions de cette technique. Les résultats expérimentaux mettent en évidence des échanges de chaleur par convection naturelle dans la phase liquide. On montre le développement complexe des échanges convectifs qui existent des le régime initial en absence de front de solidification. Lorsque la déformation du front de solidification est importante on peut définir un domaine liquide ou les échanges de chaleur sont régis par l'isotherme de changement de phase. Des expériences en régime permanent mettent en évidence l'influence de la paroi sur la déformation du front. Une modélisation simplifiée en mode conductif permet d'estimer les densités de flux a l'interface de changement d'état. Les résultats obtenus dans un cas particulier montrent que la convection naturelle dans le fluide modifie peu la distribution du flux de chaleur sauf a proximité des parois. Ce montage expérimental a permis de tester des algorithmes d'identification et de commande de frontières mobiles

Le plateau guyanais présente une configuration assez particulière et des caractéristiques hydrodynamiques originales. La côte guyanaise est relativement rectiligne avec une orientation générale Sud-Est/Nord-Ouest et la bathymétrie possède une très faible déclivité en direction du large, les isobathes étant quasiment parallèles à la côte. La circulation sur le plateau subit l'influence des alizés de Nord-Est ou de Sud-Est selon la saison et d'un fort courant côtier induit, en partie, par le courant Nord Brésil. L'influence de la marée est également importante avec une marée semi-diurne à inégalité diurne, quasi-stationnaire avec des lignes d'iso-marnage parallèles à la côte. Enfin, l'Amazone induit sur le plateau une forte dessalure des eaux de surface, centrée à 40 km de la côte. La configuration du plateau guyanais nous a conduits à considérer le domaine étudié comme étant limité par une frontière fermée, la côte, deux frontières ouvertes perpendiculaires à la côte, et une frontière ouverte au large parallèle à la côte. Les courants de marée sont ainsi parallèles aux deux frontières latérales alors que le courant côtier leur est perpendiculaire. Une telle géométrie du domaine vis-à-vis des phénomènes physiques étudiés nous a amenés à tester, dans des situations académiques, toute une série de conditions aux frontières afin de trouver la plus adaptée au domaine guyanais : conditions de radiation, condition de Neumann, méthode aux caractéristiques. La condition de Neumann et la méthode aux caractéristiques donnent des résultats beaucoup plus satisfaisants que les conditions de radiation plus perfectionnées. Les performances des conditions aux frontières varient notablement selon que la situation se rapproche ou non des hypothèses dont elles découlent. Le choix d'une condition aux frontières doit reposer non pas sur l'utilisation de conditions couramment utilisées et ayant fait leurs preuves dans d'autres configurations mais plutôt sur l'adéquation entre la physique des phénomènes hydrodynamiques considérés et la condition aux frontières mise en œuvre. Cette étude des conditions aux frontières a ensuite débouché sur une étude de processus et en particulier une analyse de l'interaction entre marée et stratification. Au niveau du plateau guyanais, un très faible déphasage existe entre les courants de marée de fond et ceux de surface avec une oscillation verticale et un déplacement horizontal, perpendiculaire à la côte, de la masse d'eau dessalée. Des comparaisons avec des sites de même nature ont été réalisées, notamment avec l'embouchure du Rhin et la baie de Liverpool. Enfin, la disponibilité de données aux frontières suite à une campagne en mer et leur utilisation dans le modèle numérique en vue de simulations plus réalistes de la circulation sur le plateau nous a amenés à envisager une assimilation de ces données pour une optimisation des conditions aux frontières. Cette assimilation a été réalisée en utilisant un filtre de Kalman. Son originalité repose sur le choix du vecteur d'état constitué des valeurs-frontières des variables d'état du modèle étudié. La taille du vecteur d'état, du vecteur d'observations et des matrices de covariance d'erreurs associées est ainsi considérablement réduite. Un tel filtre de Kalman est constitué, non plus de deux étapes (prédiction et analyse) mais de trois étapes, une étape supplémentaire de feed-back étant nécessaire pour forcer le modèle avec les valeurs-frontières après analyse. La réalisation théorique et la mise en œuvre d'un tel filtre appliqué au problème des conditions aux frontières ont été expérimentées d'abord avec un modèle bidimensionnel de diffusion, puis dans le modèle numérique utilisé pour la modélisation de la circulation sur le plateau. Cette étude a montré la faisabilité de cette nouvelle technique d'assimilation de données et sa mise en œuvre relativement aisée du fait de la faible taille du vecteur d'état
The French Guiana continental shelf presents a particular configuration and a conjunction of different hydrodynamic factors: strong coastal current flowing along the coast to the Northwest, high stratification due to the Amazon River with a weak salinity tongue located about 40km off the coast and a mixed tide with two daily low and high tides of different amplitudes by day. The particular topography and hydrodynamics lead us to consider the studied area as partly bounded by one southern coastal closed boundary, by two open cross-shore boundaries and one outer long-shore boundary. In this boundaries configuration, tidal currents are essentially parallel to the cross-shore boundaries whereas the coastal current flows perpendicularly to these ones. The accurate modelling of all these phenomena needs the use of well-suited open boundary conditions (OBC), especially for passive boundaries. A large panel of OBC is implemented and tested: Neumann condition, Orlanski conditions, gravity wave conditions, Roed and Smedstad's condition, Raymond and Kuo's condition, characteristic methods. Experiments are conducted with the three-dimensional, primitive equation, code MOBEEHDYCS and are shared in two parts. First, OBC concerning only barotropic variables are tested in four different situations. Then, combinations of OBC are experimented in two three-dimensional cases. According to our results, the behaviour of OBC is directly influenced by the tidal circulation, which is tangential to the passive boundary under study. Characteristic method and Neumann condition give the best results for the barotropic mode whereas radiation conditions involve a phase lag of the tidal velocity component normal to the boundary. This OBC study has continued with an analysis of the interaction between tide and stratification. The presence of a halocline involves a decrease of the vertical eddy viscosity coefficient and a decoupling between the movements of the surface layer and the bottom layer. On the French Guiana, there is a very low phase lag between surface and bottom tidal currents with a vertical oscillation of the halocline and a horizontal cross-shore migration of the weak salinity waters. The availability of current data on the boundaries of the domain under study, acquired during a sea campaign, has focused our attention on their use in modelling, notably thanks to the data assimilation. Indeed, the boundary-variables affect highly the interior solution but a state vector containing these variables is of reduced size. This technique of data assimilation allows to adjust boundary-values between observations and numerical results. We have implemented a new Kalman filter, constituted of three parts: a part of forecasting, a part of analysis and a part of feed-back where the boundary state vector is used to force the model to calculate the interior solution. A first test has been conducted with a two-dimensional diffusion equation in order to analyse the behaviour of this filter in different situations. A second more complex test has been driven with a linear version of two-dimensional hydrodynamic code in case of a coastal current moving progressively into the domain. Tests use the principle of twin-experiments. This study has shown the feasibility of this new technique of data assimilation and the easy implementation and calculation thanks to the weak size of the state vectors

On presente la methode integrale aux frontieres d'une facon tres generale. Puis des applications particulieres de cette methode sont exposees: resolution des equations de laplace, de poisson et de navier-stokes. Des exemples sont proposes: calcul de surface libre d'ecoulements en canaux et de jets de configurations variees. On applique ensuite cette technique au calcul de la forme de la surface du jet dans la configuration metallurgique dite du melt spinning. Afin d'accelerer le calcul, le domaine est decompose en deux zones couplees: l'une potentielle, l'autre tourbillonnaire localisee pres du substrat en mouvement

La dynamique de la circulation marine en région côtière peut être appréhendée par des moyens d'observation et de modélisation. Si le domaine côtier bénéficie de réseaux de mesure adaptés en résolution et en couverture, la mise en oeuvre d'un outil de modélisation s'avère délicate, particulièrement dans la spécification de conditions initiales et de conditions aux frontières ouvertes appropriées. Cette question de l'estimation des conditions aux limites peut être considérée comme relevant d'une problématique plus générale de détermination des paramètres de fonctionnement d'un modèle à partir de l'information apportée par les observations. Ainsi posé, le problème est abordé par l'outil mathématique du contrôle optimal qui conduit à une opération d'assimilation de données par méthode d'adjoint. L'adaptation et l'application de cette formulation inverse à un problème de modélisation océanographique contrôlé par ses conditions frontières font l'objet de ce travail de thèse. Une approche 4D-variationnelle d'assimilation pour le contrôle des conditions frontières est ainsi développée et implémentée sur la base du modèle aux équations primitives OPA (version 'toit rigide') et de son adjoint existant. L'algorithme d'inversion est validé sur trois expériences d'identification: (i) les perturbations du forçage barotrope sur la frontière ouverte d'un modèle non stratifié sont détectées par l'assimilation de courants de surface pris à l'intérieur du domaine; (ii) le développement d'un courant de densité dans un canal semi infini et homogène est retrouvé à partir de profils hydrologiques distribués en aval; (iii) l'observation du " spin up " d'une circulation de plateau induit par un courant côtier permet d'identifier les conditions amonts prévues par le mécanisme de séparation d'un front de Kelvin barocline en incidence sur un talus. Cette méthode d'assimilation est alors proposée pour des applications s'inscrivant dans la problématique scientifique des échanges côte - large sur la zone du Golfe du Lion. Riche en observations et largement ouverte sur le bassin méditerranéen occidental, cette région est soumise à l'influence du courant Liguro-Provençal qui s'écoule en bord de plateau. L'algorithme d'inversion permet de contrôler cette influence régionale sur la circulation de plateau; il est donc évalué à travers des expériences réalistes menées dans le mode diagnostique. En particulier, la faculté de réseaux d'observation à détecter des épisodes d'intrusion du courant côtier sur le golfe est traitée suivant leur couverture spatiale et temporelle.

Dans beaucoup de cas les nuisances sonores auxquelles nous sommes quotidiennement exposés sont dues à la vibration d'une structure (machine industrielle, véhicule, appareil ménager …). Néanmoins, tous les bruits que nous percevons ne sont pas forcément dûs à la vibration d'une structure, par exemple, les bruits aérodynamiques, les bruits de turbine ou les bruits de jet … La recherche en vibroacoustique est étroitement liée avec des applications industrielles, car l'industrie a besoin des nouveaux outils numériques, développés dans les centres de recherche, pour concevoir de nouveaux produits silencieux. En effet, les démarches purement expérimentales sont en général longues, compliquées et coûteuses, elles peuvent être, de plus, très peu efficaces. Puisque l'objectif ultime est la conception d'une structure qui permet de réduire le bruit pour un très bon confort acoustique, les simulations numériques peuvent être incluses dans l'optimisation de la conception avec des techniques de conception optimales de forme et l'optimisation des matériaux. Une fois les simulations validées par les résultats expérimentaux, elles peuvent être utilisées comme outil de conception pour l'amélioration de la structure du système concerné. L'objectif principal de mon travail de thèse est le développement des outils de prédiction numériques permettant la réduction des nuisances sonores dues à la vibration des structures. Pour ce faire, des formulations théoriques originales ont été formulées, puis implantées afin de favoriser la conception de produits silencieux. D'une manière plus spécifique, deux parties vont être traitées : La première partie aborde le problème bien connu des fréquences irrégulières de la méthode des éléments finis de frontière, la BEM, pour le rayonnement acoustique dans un domaine extérieur. Dans la deuxième partie de cette thèse la formulation de la méthode multipôlaire rapide FMM couplée à la BEM, ainsi que sa mise en œuvre et validation ont été effectuées afin de repousser les limites de la BEM en terme de temps de calcul ainsi que de mémoire
In many cases the noise which we are daily exposed are due to the vibration of a structure (industrial machinery, vehicle, appliance...). Nevertheless, all the sounds we perceive are not necessarily due to the vibration of a structure, for example, wind noise, the sounds of turbine or jet noise...The vibroacoustic research is closely linked with industrial applications because the industry needs new numerical tools, developed in research centers to develop new silent products. Indeed, purely experimental approaches are generally lengthy, complicated and expensive they can be, again, very inefficient. Since the ultimate objective is to design a structure that reduces noise for a good acoustic comfort, numerical simulations can be included in the design optimization techniques to design optimum shape and optimizationmaterials. Once the simulations validated by experimental results, it can be used as a design tool for improving the structure of the affected system. The main aim of my thesis is the development of numerical predictive tools for the noise reduction due to the vibrationof structures. To do this, the original theoretical formulations have been developed and implemented to encourage the design of silent products. In a more specific way, both parties will be addressed : the first part addreeses the familiarproblem of irregular frequencies of the finite element boundary, the BEM for acoustic radiation in an external field. In the second part of this thesis the formulation of the fast multipole method FMM coupled with BEM, as well asits implementation and validation were carried out to push the boundaries of the BEM in terms of computation time and memory

Nous présentons une nouvelle méthode de type frontière immergée (immersed boundary method, ou méthode IB) pour le calcul d'écoulements visqueux incompressibles en géométries irrégulières. Dans les méthodes IB , la frontière irrégulière de la géométrie n'est pas alignée avec la grille de calcul, et le point crucial de leur développement demeure le traitement numérique des cellules fluides qui sont coupées par la frontière irrégulière, appelées cut-cells. La partie dédiée à la résolution des équations de Navier-Stokes de notre méthode IB, appelée méthode LS-STAG , repose sur la méthode MAC pour grilles cartésiennes décalées, et sur l'utilisation d'une fonction de distance signée (la fonction level-set ) pour représenter précisément les frontières irrégulières du domaine. L'examen discret des lois globales de conservation de l'écoulement (masse, quantité de mouvement et énergie cinétique) a permis de bâtir une discrétisation unifiée des équations de Navier-Stokes dans les cellules cartésiennes et les cut-cells . Cette discrétisation a notamment la propriété de préserver la structure à 5 points du stencil original et conduit à une méthode extrêmement efficace sur le plan du temps de calcul en comparaison à un solveur non-structuré. La précision de la méthode est évaluée pour l'écoulement de Taylor-Couette et sa robustesse éprouvée par l'étude de divers écoulements instationnaires, notamment autour d'objets profilés. Le champ d'application de notre solveur Newtonien s'étend au cas d'écoulements en présence de géométries mobiles, et la méthode LS-STAG s'avère être un outil prometteur puisqu'affranchie des étapes systématiques (et coûteuses) de remaillage du domaine. Finalement, la première application d'une méthode IB au calcul d'écoulements de fluides viscoélastiques est présentée. La discrétisation de la loi constitutive est basée sur la méthode LS-STAG et sur l'utilisation d'un arrangement totalement décalé des variables dans tout le domaine assurant le couplage fort requis entre les variables hydrodynamiques et les composantes du tenseur des contraintes élastiques. La méthode est appliquée au fluide d'Oldroyd-B en écoulement dans une contraction plane 4:1 à coins arrondis
This thesis concerns the development of a new Cartesian grid / immersed boundary (IB) method for the computation of incompressible viscous flows in two-dimensional irregular geometries. In IB methods, the computational grid is not aligned with the irregular boundary, and of upmost importance for accuracy and stability is the discretization in cells which are cut by the boundary, the so-called ``cut-cells''. In this thesis, we present a new IB method, called the LS-STAG method, which is based on the MAC method for staggered Cartesian grids and where the irregular boundary is sharply represented by its level-set function. This implicit representation of the immersed boundary enables us to calculate efficiently the geometry parameters of the cut-cells. We have achieved a novel discretization of the fluxes in the cut-cells by enforcing the strict conservation of total mass, momentum and kinetic energy at the discrete level. Our discretization in the cut-cells is consistent with the MAC discretization used in Cartesian fluid cells, and has the ability to preserve the 5-point Cartesian structure of the stencil, resulting in a highly computationally efficient method. The accuracy and robustness of our method is assessed on canonical flows at low to moderate Reynolds number~: Taylor Couette flow, flows past a circular cylinder, including the case where the cylinder has forced oscillatory rotations. We extend the \em LS-STAG \em method to the handling of moving immersed boundaries and present some results for the transversely oscillating cylinder flow in a free-stream. Finally, we present the first IB method that handles flows of viscoelastic fluids. The discretization of the constitutive law equation is based on the \em LS-STAG \em method and on the use of a fully staggered arrangement of unknowns, which ensures a strong coupling between all flow variables in the whole domain. The resulting method is applied to the flow of an Oldroyd-B fluid in a 4:1 planar contraction with rounded corner

Le choix des conditions limites aux frontières d'un modèle d'océan côtier demeure un réel problème, en particulier pour des simulations longues de plusieurs années. Dans ce travail, nous comparons différentes méthodes permettant aux flux de traverser les frontières d'un modèle d'océan régional sur une longue période d'intégration. Nous considèrerons d'abord les conditions aux frontières spécifiées et radiatives, puis les méthodes de raffinement de maillage dans un modèle de plus grande échelle et enfin des méthodes de couplage entre un modèle côtier et un modèle de circulation générale. Durant une période de trois ans (de 1996 à 1998), un modèle à basse résolution de l'Atlantique Nord au 1/3 de degré (NATL3 : North ATLantique) fournit l'information aux frontières d'un modèle régional à haute résolution du Golfe de Gascogne au 1/15 de degré (BABY15 : BAy of BiscaY). Les champs du modèle NATL3 alimentent le modèle côtier suivant différentes méthodes de contraintes aux frontières. Celles-ci peuvent être de type spécifiées ou radiatives, quand BABY15 est intégré seul. NATL3 peut être aussi raffiné du 1/3 au 1/15 de degré dans la région de BABY 15 à l'aide de l'outil AGRIF développé par l'équipe du Laboratoire de Modélisation et de Calcul (LMC, Grenoble), la grille fine pouvant rétroagir sur la grille grossière (sans rétroaction le raffinement fonctionne en mode dit" One- Way" , avec rétroaction il fonctionne en mode dit "Two-Way") [. . . ]
Specifying boundary conditions at the limits of a coastal models remains a challenge, especially for long term (multi-year) simulations. In this work, we compare several methods which allow to consider inflow and outflow conditions to the limits of a regional ocean model over long periods. The methods investigated are clambed and radiation boundary conditions, oneway and two-way grid refinement in a model of larger extent, one-way, two-way and Schwarz domain decomposition coupling of a coastal model with a general circulation model. A 1/3 degree coarse resolution model of North ATLantic (NATL3) is used to provide inflow conditions on a 3 year period (1996 to 1998) to a coastal1/15 degree fine resolution model of the BAy of BiscaY (BABY15). NATL3 model fields are used to provide boundary conditions to the coast al model in different ways. NATL3 provides the boundary information required by the clambed and the radiation conditions when BABY15 is run alone. It can be refined from 1/3 to 1/15 degree in the region of the BABY15 model with AG RIF tool developed by the Laboratoire de Modélisation et de Calcul (LMC, Grenoble) team, the coarse grid and the fine grid being integrated with or without a feedback of the fine grid onto the coarse grid (two-way or one-way mode) [. . . ]

Cette thèse traite de l'intégration des contraintes liées à la mondialisation dans les méthodes de comptabilité environnementales. Nous proposons tout d'abord une analyse de la capacité des principales méthodes actuelles à répondre aux attentes sociétales et à relever les défis liés à la mondialisation. Nous développons à cette fin le premier cadre analytique spécifique à ces méthodes. Nous développons ensuite un modèle intégrant certaines des contraintes liées à la mondialisation. Ce modèle combine un modèle entrées-sorties mondial, décrivant les activités de production, de consommation et de commerce international ainsi que les émissions qui en résultent, avec un modèle mondial de transport de polluants intégrant l'exposition humaine, et un modèle d'impact environnemental. Nous appliquons ce modèle pour établir la première quantification des impacts environnementaux sur la santé humaine liés aux émissions de particules fines (PM2.5) induits par la consommation des pays de l'OCDE dans le reste du monde selon une perspective cycle de vie. Nous appliquons ensuite le modèle entrées-sorties pour analyser le potentiel d'une taxe carbone aux frontières de l'UE. Nous proposons enfin un nouveau type d'analyse structurelle que nous appliquons aux émissions de carbone chinoises afin de déterminer quels sont les pays qui induisent ces émissions de par leur consommation, c'est à dire pour la production des biens et services exportés en incluant leurs chaines de production. Cette analyse est utilisée pour déterminer un potentiel schéma de partage international des coûts de dé-carbonisation de la Chine, tel qu'évoqué durant les préparatifs de la conférence sur le climat de Copenhague.

Ce travail concerne la commande optimale robuste des systèmes hydrauliques à surface libre
(canaux d'irrigation). Nous nous sommes intéressés à deux approches de synthèse de
commande optimale. La première approche consiste à synthétiser une loi de commande
optimale LQG /H2-LTR (de dimension finie) avec pondérations fréquentielles robuste vis-àvis
des erreurs engendrées par la réduction à un modèle de dimension finie des équations de
Saint Venant. Le modèle réduit est obtenu par collocation orthogonale à partir du modèle
linéarisé tangent de Saint Venant. Un observateur est également proposé qui permet de
reconstruire l'état du système à partir des seuls états mesurés à l'amont et à l'aval de chaque
bief. Le régulateur optimal robuste et l'observateur ont été testés sur différents modèles de
référence ainsi que sur un micro-canal expérimental réel. Ils sont comparés aux résultats
obtenus par d'autres méthodes de régulation connues. La seconde approche de synthèse
consiste à faire l'approximation en dimension finie d'une loi de commande (de dimension
infinie) obtenue à partir des équations de Saint Venant linéarisées mais non réduites. Nous
présentons dans ce rapport des résultats liés à l'analyse et à la synthèse du régulateur optimal
LQ en dimension infinie appliquée aux équations de Saint Venant. Nous décrivons ensuite le
moyen d'obtenir une approximation en dimension finie du régulateur LQ sur la base de
l'équation de Riccati d'opérateurs associée au problème.

Nous presentons dans ce travail, l'application d'une methode d'elements finis basee sur le concept des volumes de controle a la resolution de problemes de mecanique des fluides et de thermique presentant notamment des singularites aux frontieres. Une premiere partie est consacree a la formulation et a la mise en uvre de la methode dans le cadre de la resolution de problemes conductifs et de problemes d'ecoulements de fluides incompressibles. La methode est ensuite validee sur des exemples classiques et comparee a des methodes de type elements finis et differences finies. Nous montrons que d'une facon generale, la methode presentee donne des resultats plus precis que ces methodes classiques. Dans une deuxieme partie, nous considerons les problemes poses par l'apparition de singularites en flux aux frontieres des domaines. Nous nous sommes interesses particulierement a deux singularites qui apparaissent respectivement a l'intersection d'une paroi adiabatique et d'une paroi isotherme et, de deux parois isothermes pour des angles strictement superieurs a pi/2 et pi. Nous montrons que le calcul des flux effectue par les methodes classiques traversant ce type de frontiere peut en effet, etre entache d'une erreur importante. Nous proposons alors une solution qui contourne cette difficulte, en calculant le transfert de chaleur par une methode de bilans. Une etude numerique de la zone d'influence des singularites est en outre effectuee. Dans une derniere partie, nous appliquons la methode a la resolution du probleme de la convection naturelle dans une cavite trapezoidale, dans un espace annulaire rhomboedrique et dans des espaces annulaires de section interieure polygonale. La structure de l'ecoulement est etudiee et des correlations reliant le nombre de nusselt au nombre de rayleigh sont proposees

Cette thèse vise à déterminer par une démarche descendante la part imputable à la frontière dans les écarts démographiques et socio-économiques repérés au sein des espaces frontaliers franco-espagnols (Pays Basque, Catalogne) et franco-italien (Alpes-du-Sud). Ainsi, les effets-frontière ne sont détectés qu'en aval des traitements et non en amont. L'objectif est de dégager le rôle exercé par la frontière, d'autres éléments, également porteurs de différenciations. L'appartenance nationale, la tendance régionale et locale, la distance entre les individus, le réseau routier et le relief font partie de ces éléments. Pour cela l'approche régionale et spatiale sont privilégiées. Et la méthodologie employée fait appel à des techniques liées au continu (autocorrélation spatiale, variogrammes) comme au discontinu (autocorrélation d'appartenance, analyse d'images)

Les vésicules sont utilisées d'une manière extensive comme modèle pour comprendre les dynamiques et les déformations des globules rouges au niveau individuel, mais aussi concernant les phénomènes collectives et la rhéologie. La membrane de la vésicule résiste à la flexion mais pas au cisaillement, contrairement aux globules rouges, néanmoins elles partagent plusieurs propriétés dynamiques avec les globules rouges, comme le tank-treading (mouvement en chenille de char) et le tumbling (mouvement de bascule) sous écoulement de cisaillement, ou les formes parachutes et slippers (pantoufles) sous un écoulement de Poiseuille. Les globules rouges sont connus pour former des trains de cellules (clusters) dans la microcirculation attribués à la nature attractive des interactions hydrodynamiques. Nous avons étudié numériquement plusieurs types de problème comme:(i) les dynamiques de cellules isolées, (ii) le couplage hydrodynamique entre globules rouges (en utilisant les vésicules comme modèle) soumis à un écoulement de Poiseuille sous différent confinements; (iii) l'agrégation des globules rouges et la formation de rouleaux; et (iv) le rôle des macromolécules dans la formation de clusters sous écoulement. les résultats obtenus apportent un nouveau regard à la physique des objets déformables et sont transposables au cas de l'écoulement des globules rouges dans la microcirculation
Vesicles are extensively used as a model for understanding dynamicsand deformation of red blood cells at the individual level but also regarding collective phenomena and rheology. Vesicles' membranes withstand to bending butdo not have a shear resistance, unlike red blood cells, but they still share several dynamical properties with red blood cells, like tank-treading and tumbling under linear shear flow, or parachute and slipper shapes under Poiseuille flow. The red blood cells are known to form train of cells in the microcirculation attributed to attractive hydrodynamic interactions. We investigate numerically several kind of problems such as: (i) the dynamics of isolated cells; (ii) the hydrodynamic coupling between the red blood cells (by using vesicles as a model) subject to a Poiseuille flow under different confinements; (iii) the aggregation of red blood cells and formation of rouleaux; and (iv) the contribution of macromolecules in the formation of clusters under flow condition. The obtained results give a new insight into thephysics of deformable objects under confinement that are transposable to the flow of red blood cells in the microcirculation

Le bruit constitue un problème sociétal majeur, en particulier en zones urbaines et périurbaines où les sources de bruit associées au traffic routier sont nombreuses et variées. Les logiciels de prévision acoustique actuels, basés sur des modèles énergétiques et géométriques et développés initialement pour des applications en milieux extérieurs faiblement bâtis, sont donc limités pour la prévision acoustique en milieux urbains et périurbains (présence de bâtis et d'encombrements, sources de bruit réelles mobiles avec un régime de fonctionnement variant dans le temps...). Le travail de thèse a consisté à proposer un modèle numérique temporel, adapté à la modélisation de la propagation acoustique en milieu urbain. Parmi les méthodes envisageables, la méthode TLM ("Transmission Line Modelling") constitue une approche originale, puisqu'elle permet de considérer des domaines de propagation de géométries complexes en intégrant la plupart des phénomènes physiques mis en jeu lors de la propagation du son sur de grandes distances (diffraction, réflexion, phénomènes stationnaires, divergence géométrique, atténuation atmosphérique, effets micrométéorologiques). Toutefois, l'étude bibliographique a mis en évidence deux limitations majeures de la méthode pour répondre pleinement à notre problématique : l'implémentation de conditions aux frontières réalistes et la modélisation d'un milieu de propagation infini. Un modèle TLM générique a ainsi été développé, et permet de réaliser des simulations en deux ou en trois dimensions en combinant l'ensemble des phénomènes influant sur la propagation du son en milieux extérieurs densément bâtis. Une approche permettant d'implémenter une condition d'impédance aux frontières a également été proposée. La méthode consiste à approcher l'impédance par une somme de systèmes linéaires du premier ordre. L'usage d'une méthode de convolution récursive permet par ailleurs de limiter le coût numérique associé au calcul du champ de pression sonore sur la frontière. Des simulations de la propagation acoustique au-dessus de différents types de sols absorbants ont été réalisées et confrontées avec succès aux solutions analytiques. Concernant la modélisation d'un milieu de propagation infini, une formulation de couches absorbantes anisotropes permettant de limiter le domaine de calcul a également été développée. Enfin, des applications réalistes de problématiques "urbaines" (écrans acoustiques, façades et terrasses végétalisées) ont finalement été proposées.

La prédiction de mouvement de solide évoluant dans un fluide présente un réel intérêt pour des applications industrielles telle que l’accrétion de glace sur des surfaces aérodynamiques. Dans ce contexte, en considérant des systèmes de dégivrage, la prévision des trajectoire de glace est nécessaire pour éviter des risques de collision/ingestion de glace sur/dans des zones sensibles de l’avion. Ce type d’application soulève de nombreux challenges d’un point de vue numérique, en particulier concernant la génération/l’adaptation de maillage au cours du mouvement du solide dans le domaine. Pour gérer ces difficultés, dans cette étude, les solides sont définis de manière implicite via une fonction level set. Une méthode de type frontière immergée, appelée Pénalization, est utilisée pour imposer les conditions de bords. Pour améliorer la précision de l’interface, les équations sont résolues sur des maillages non structurés adaptatifs. Cela permet d’obtenir un raffinement proche des bords du solide et ainsi d’améliorer sa définition, permettant un meilleure impositions des conditions de bord. Pour économiser du temps de calcul, et éviter de coûteuses étapes de remaillage/interpolation, la stratégie adoptée pour les simulations instationnaires est d’utiliser une adaptation de maillage à connectivité constante, aussi appelée r-adaptation
The prediction of solid motion evolving in a fluid presents a real interest for engineering application such as ice accretion on aerodynamics bodies.In this context, considering de-icing systems, the ice shedding trajectory is needed to prevent the risk of collision/ingestion of the ice in/with some sensitive part of the aircraft. This application raises many challenges from a numerical point of view, especially concerning mesh generation/adaptation as the solid moves in the computational domain. To handle this issue, in this work the solids are known implicitly on the mesh via a level set function. An immersed boundary method, called penalization, is employed to impose the wall boundary conditions. To improve the resolution of these boundaries, the equations are solved on adaptive unstructured grids. This allows to have are finement close to the solid boundary and thus increases the solid definition,leading to a more accurate imposition of the wall conditions. To save computational time, and avoid costly remeshing/interpolation steps, the strategy chosen for unsteady simulations is to use a constant connectivity mesh adaptation,also known as r-adaptation

L'espèce humaine a su comme aucune autre se donner les moyens d'affronter les difficultes que l'environnement lui presente. Dans cette recherche de la securite et du confort l'homme ajoute lui meme des nouvelles difficultes a vaincre, de telle sorte que le defi pousse les limites de plus en plus loin et demande des reponses de plus en plus rapides. Ainsi on arrive de nos jours a une situation telle que la haute technologie est vecue au quotidien dans notre societe. Le genie mecanique lui meme, et en particulier la mecanique des structures, joue un role tres actif dans ce processus, et participe plus ou moins directement a tous les domaines impliques. En autre, le monde etant dynamique, il semble naturel que la dynamique des structures occupe une place importante dans les problemes que l'on doit maitriser. Malgre tous les efforts menes depuis longtemps avec cet objectif, il y a et il y aura toujours des reponses a trouver, dans un environnement de plus en plus exigeant. Ce travail apporte des elements de reponse dans le domaine de la modelisation structurale et dans la comprehension de la dynamique des structures. En particulier, il aborde le delicat sujet de la modelisation du comportement dissipatif dans les regions de liaison de certaines structures faiblement amorties. La partie experimentale, simple dans son esprit, s'est averee assez delicate a cause de l'ordre de grandeur des parametres identifies. Ce travail a demande la maitrise de moyens experimentaux, numeriques et mathematiques assez pousses. Finalement, il propose une nouvelle methode d'evaluation de la dissipation d'energie dans les interfaces soudees, facile a mettre en uvre et d'application immediate
This work treats the characteristics of large, welded mechanical structures. Special attention is given to the damping behavior at the welded boundaries. The problem is presented in the first chapter, with a review of joint models and a proposed modeling of damping. This model can be used to estimate the energy dissipation rate in a project before constructing the prototype to carry out experimental tests. The necessity to develop new tools for joint modeling are also discussed. The second chapter is a review of dynamic equilibrium principles in primal and dual formulation. The third chapter shows the application of these principles in substructuring techniques. Hybrid methods are presented in both primal and dual formulation. The application of these methods to the analysis of intermediate configurations between free and solid-clamped structures is also presented. In the fourth chapter some methods to update the terms related to the boundary coordinates are developed. The fifth chapter presents the extension of the substructuring hybrid models to dissipative and non-linear case. Some examples of application of the techncique are presented

Dans cette thèse, j'ai abordé les dispositions d'application des droits de propriété intellectuelle de trois accords d'association (AA), que l'Union européenne (UE) a conclus avec la Géorgie, la Moldavie et l'Ukraine au début des années 2010. J'ai puisé dans ces AA en tant que représentants de la politique extérieure souvent critiquée de l'UE en matière de propriété intellectuelle (PI), lancée en 2004, qui consiste à exporter les règles internes de l'UE en matière de propriété intellectuelle par le biais d'accords commerciaux. Cette analyse m'a permis d'aborder la question fondamentale de cette thèse : y a-t-il quelque chose de bon dans les accords commerciaux de l'UE ? La réponse claire, appuyée par cette thèse sur l'exemple des AA, est « oui ». L'enquête générale, qui a conduit à ces conclusions, était triple. Premièrement, j'ai analysé la politique générale de l'UE envers la Géorgie, la Moldavie et l'Ukraine concernant l'application des droits de propriété intellectuelle, ainsi que sa perception dans la littérature académique. Deuxièmement, après avoir retracé les critiques académiques existantes sur les accords commerciaux de l'UE, j'ai examiné si ces critiques étaient justifiées, telles qu'appliquées aux trois AA. Troisièmement, sur la base de cette analyse, j'ai identifié des problèmes supplémentaires auxquels les pays tiers pourraient être confrontés lors de la mise en oeuvre d'un accord commercial avec l'UE
In this thesis, I have addressed the IPR enforcement provisions of three Association Agreements (AAs), which the European Union (EU) concluded with Georgia, Moldova and Ukraine in the early 2010s. I drew on these AAs as representatives of the EU's often criticized external intellectual property (IP) policy, launched in 2004, which consists of exporting the EU's internal IP rules through trade agreements. Said analysis allowed me to approach the fundamental question of this thesis: is there something good with the EU trade agreements? The plain answer, supported by this thesis on the example of the AAs, is “yes”. The general investigation, which led to these conclusions, was threefold. First, I analyzed the general policy of the EU towards Georgia, Moldova and Ukraine regarding the enforcement of IPRs, as well as its perception in the academic literature. Second, after tracing existing academic criticism of the EU's trade agreements, I examined whether such criticism was justified, as applied to the three AAs. Third, based on this analysis, I identified additional problems that third countries might face when implementing a trade agreement with the EU

La méthode LS-STAG est une méthode de type frontière immergée/cut-cell pour le calcul d’écoulements visqueux incompressibles qui est basée sur la méthode MAC pour grilles cartésiennes décalées, où la frontière irrégulière est nettement représentée par sa fonction level-set, résultant en un gain significatif en ressources informatiques par rapport aux codes MFN commerciaux utilisant des maillages qui épousent la géométrie. La version 2D est maintenant bien établie et ce manuscrit présente son extension aux géométries 3D avec une symétrie translationnelle dans la direction z (configurations extrudées 3D). Cette étape intermédiaire sera considérée comme la clé de voûte du solveur 3D complet, puisque les problèmes de discrétisation et d’implémentation sur les machines à mémoire distribuée sont abordés à ce stade de développement. La méthode LS-STAG est ensuite appliquée à divers écoulements newtoniens et non-newtoniens dans des géométries extrudées 3D (conduite axisymétrique, cylindre circulaire, conduite cylindrique avec élargissement brusque, etc.) pour lesquels des résultats de références et des données expérimentales sont disponibles. Le but de ces investigations est d’évaluer la précision de la méthode LS-STAG, d’évaluer la polyvalence de la méthode pour les applications d’écoulement dans différents régimes (fluides newtoniens et rhéofluidifiants, écoulement laminaires stationnaires et instationnaires, écoulements granulaires) et de comparer ses performances avec de méthodes numériques bien établies (méthodes non structurées et de frontières immergées)
The LS-STAG method is an immersed boundary/cut-cell method for viscous incompressible flows based on the staggered MAC arrangement for Cartesian grids where the irregular boundary is sharply represented by its level-set function. This approach results in a significant gain in computer resources compared to commercial body-fitted CFD codes. The 2D version of LS-STAG method is now well-established and this manuscript presents its extension to 3D geometries with translational symmetry in the z direction (3D extruded configurations). This intermediate step will be regarded as the milestone for the full 3D solver, since both discretization and implementation issues on distributed memory machines are tackled at this stage of development. The LS-STAG method is then applied to Newtonian and non-Newtonian flows in 3D extruded geometries (axisymmetric pipe, circular cylinder, duct with an abrupt expansion, etc.) for which benchmark results and experimental data are available. The purpose of these investigations is to evaluate the accuracy of LS-STAG method, to assess the versatility of method for flow applications at various regimes (Newtonian and shear-thinning fluids, steady and unsteady laminar to turbulent flows, granular flows) and to compare its performance with well-established numerical methods (body-fitted and immersed boundary methods)

Cette thèse porte sur le développement, la validation et l'application d'un code de calcul numérique à surface libre. Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) est une méthode particulaire,Lagrangienne, imaginée à l'origine pour la simulation de corps gravitaires en Astrophysique. Depuis les années 90, elle a été étendue à la modélisation d'écoulements à surface libre. En effet, lors de grandes déformations des interfaces (déferlement par exemple), l'absence de maillage est particulièrement intéressante. Cette propriété est également intéressante pour la simulation de plusieurs phases liquides aux propriétés différentes (eau/fond sédimentaire par exemple). Les applications visées sont la propagation de la houle et son interaction avec des obstacles immergés. Le modèle SPH a donc été établi en se basant sur la bibliographie et validé sur le cas de l'étirement d'une goutte en l'absence de gravité.Ensuite, la prise en compte de conditions aux limites sur des parois solides est étudiée puis appliquée à l'effondrement d'une colonne d'eau suivi d'un impact sur un mur vertical. Enfin, le modèle est étendu aux écoulements visqueux. Une nouvelle méthode de prise en compte des conditions limites de type adhérence, inspirée des frontières immergées en différences finies, a ainsi été développée. Elle autorise la simulation d'écoulements autour d'objets de formes complexes immergés dans le fluide. Le modèle est finalement appliqué à la propagation de la houle en canal et à son amortissement par une plaque horizontale immergée.

Un des outils numériques les plus utilisés en ingénierie est la méthode des éléments finis, qui peut être mise en o euvre grâce à l'utilisation de nombreux codes de calcul. Toutefois, une difficulté apparaît lors de l'utilisation de la méthode des éléments finis, spécialement en géotechnique, lorsque la structure étudiée est en interaction avec un domaine de dimensions infinies. L'usage courant en ingénierie est alors de réaliser les calculs sur des domaines bornés, mais la définition de la frontière de tels domaines bornés pose de sérieux problèmes. Pour traiter convenablement les problèmes comportant des frontières à l'infini, l'utilisation d'éléments discrets "infinis" est maintenant souvent délaissée au profit de la méthode des équations intégrales ou "méthode des éléments de frontière" qui permet de résoudre un système d'équations aux dérivées partielles linéaire dans un domaine infini en ne maillant que la frontière du domaine à distance finie. La mise en oeuvre du couplage entre la méthode des éléments finis et la méthode des éléments de frontière apparaît donc comme particulièrement intéressante car elle permet de bénéficier de la flexibilité des codes de calcul par éléments finis tout en permettant de représenter les domaines infinis à l'aide de la méthode des éléments de frontière. La méthode est basée sur la construction de la "matrice de raideur" du domaine infini grâce à l'utilisation de la méthode des équations intégrales. Il suffit alors d'assembler la matrice de raideur du domaine infini avec la matrice de raideur du domaine fini représenté par éléments finis. L'utilisation de la méthode la plus simple de traitement des équations intégrales, dite méthode de " collocation " conduit à une matrice de raideur non-symétrique. Par ailleurs, la méthode dite "Singular Galerkin" conduit à une formulation symétrique, mais au prix du calcul d'intégrales hypersingulières. La thèse porte sur une nouvelle formulation permettant d'obtenir une matrice de raideur symétrique sans intégrales hypersingulières, dans le cas de problèmes plans. Quelques applications numériques sont abordées pour des problèmes courants rencontrés en géotechnique

L'objectif de cette thèse est, d'une part l'analyse mathématique de la méthode de la frontière élargie (The Fat Boundary Method, F.B.M.), et d'autre part, son adaptation à la simulation numérique des écoulements fluides tridimensionnels incompressibles dans des géométries complexes (domaines perforés). Dans un premier temps, nous nous plaçons dans le cadre de problèmes elliptiques modèles de type Poisson ou Helmholtz posés dans un domaine perforé (typiquement un domaine parallélépipédique contenant des obstacles sphériques). En utilisant la F.B.M., le problème initial est remplacé par une résolution dans le domaine non perforé permettant l'utilisation d'un maillage cartésien, offrant ainsi un cadre approprié pour l'utilisation de solveurs rapides. Nous effectuons donc l'analyse mathématique de la F.B.M., notamment la convergence et l'estimation d'erreur dans ce cadre particulier. Les résultats théoriques ainsi obtenus sont également illustrés par des tests numériques. La deuxième partie est dédiée à l'application de ces outils pour la simulation numérique d'écoulements fluides incompressibles tridimensionnels. La stratégie adoptée consiste à discrétiser les équations de Navier-Stokes en combinant la F.B.M. (pour la discrétisation spatiale), un schéma de projection (pour la discrétisation temporelle) et la méthode des caractéristiques (pour le traitement du terme convectif). Nous présentons ainsi plusieurs simulations numériques tridimensionnelles correspondant aux écoulements fluides en présence d'obstacles fixes et mobiles (mouvements imposés).

En reconnaissance des mots isolés, nous avons étudié un algorithme de programmation dynamique qui, tout en conservant le caractère optimal de la recherche, permet de relâcher les contraintes aux frontières assujettissant les chemins de recalage temporels afin de compenser certaines distorsions dues par exemple à une mauvaise détection parole non parole. Nous introduisons la quantification vectorielle afin de réduire la place mémoire occupée par les données nécessaires à la reconnaissance (une ou plusieurs références par mot du vocabulaire). Nous proposons diverses méthodes de reconnaissance multilocuteur des mots isolés utilisant la programmation dynamique et nous comparons leurs performances (taux de bonne reconnaissance, temps de calcul. . . ). Nous étudions ensuite l'algorithme de reconnaissance des mots enchaînés par programmation dynamique proposé par Bridle et Nakagawa et nous montrons comment il est possible d'introduire le relâchement des contraintes aux frontières ainsi que des contraintes syntaxiques. Nous proposons un algorithme de programmation dynamique qui tient compte des effets de coarticulation ou de liaison qui apparaissent à la frontière de mots prononcés de façon continue

Cette thèse comporte trois chapitres indépendants, consacrés à l’étude mathématique de trois problèmes physiques distincts, ayant pour modèles trois équations aux dérivées partielles différentes. Ces équations relèvent plus précisément de la méthode des surfaces de niveau, de la théorie de l’écoulement incompressible des matériaux non newtoniens et de la théorie cinétique des gaz raréfiés. Le premier chapitre de la thèse porte sur la dynamique des frontières en mouvement et contient une justification mathématique de la procédure numérique dite de ré-initialisation, dont les applications sont nombreuses dans le contexte de la célèbre méthode des surfaces de niveau. Nous appliquons ces résultats pour une classe d’équations issues de la méthode des surfaces de niveau de premier ordre. Nous écrivons la procédure de ré-initialisation comme un algorithme de décomposition et nous étudions la convergence de l’algorithme en utilisant des techniques d’homogénéisation dans la variable temporelle. Grâce à cette analyse rigoureuse nous introduisons également une nouvelle méthode pour l’approximation de la fonction de distance dans le contexte de la méthode des surfaces de niveau. Dans le cas où l’on cherche seulement une fonction de l’ensemble de niveau avec un gradient minoré proche du niveau zéro, nous proposons une approximation plus simple. Dans le cas général, où le niveau zéro pourrait présenter des changements de topologie, nous introduisons une nouvelle notion de limites relâchées. Dans le deuxième chapitre de la thèse, nous étudions un problème de frontière libre résultant de l’étude de l’écoulement incompressible d’un matériau non-newtonien, avec limite d’élasticité de type Drucker-Prager, sur un plan incliné et sous l’effet de la pesanteur. Nous obtenons une équation sous-différentielle, que nous formulons comme un problème variationnel avec un terme à croissance linéaire de type gradient, et nous étudions le problème dans un domaine non borné. Nous montrons que les équations sont bien posées et satisfont certaines propriétés de régularité. Nous sommes alors capables de relier les paramètres physiques avec le problème abstrait et de prouver des propriétés quantitatives de la solution. En particulier, nous montrons que la solution a un support compact, la limite de ce que nous appelons la frontière libre. Nous construisons également des solutions explicites d’une équation différentielle ordinaire qui peut estimer la frontière libre. Enfin, le troisième et dernier chapitre de la thèse est dédié aux solutions de l’équation de Boltzmann homogène avec molécules maxwelliennes et énergie infinie. Nous obtenons de nouveaux résultats d’existence de solutions éternelles pour cette équation dans un espace de mesures de probabilité d’énergie infinie (i.e. de moment d’ordre deux infini). Elles permettent de décrire le comportement asymptotique en temps d’autres solutions d’énergie infinie, mais elles apparaissent aussi comme des états asymptotiques intermédiaires dans l’étude des solutions d’énergie finie, mais arbitrairement grande. Les méthodes issues de l’analyse harmonique sont utilisées pour étudier l’équation de Boltzmann, où la variable de vitesse est exprimée en Fourier. Enfin, un changement d’échelle logarithmique en la variable temporelle permet de déterminer le bon comportement asymptotique à l’infini des solutions
This thesis consists of three different and independent chapters, concerning the mathematical study of three distinctive physical problems, which are modelled by three non- linear partial differential equations. These equations concern the level set method, the theory of incompressible flow of non-Newtonian materials and the kinetic theory of rare- fied gases. The first chapter of the thesis concerns the dynamics of moving interfaces and contains a rigorous justification of a numerical procedure called re-initialization, for which there are several applications in the context of the level set method. We apply these results for first order level set equations. We write the re-initialization procedure as a splitting algorithm and study the convergence of the algorithm using homogenization techniques in the time variable. As a result of the rigorous analysis, we are also able to introduce a new method for the approximation of the distance function in the context of the level set method. In the case where one only looks for a level set function with gradient bounded from below near the zero level, we propose a simpler approximation. In the general case where the zero level might present changes of topology we introduce a new notion of relaxed limits. In the second chapter of the thesis, we study a free boundary problem arising in the study of the flow of an incompressible non-Newtonian material with Drucker-Prager plasticity on an inclined plane. We derive a subdifferential equation, which we reformulate as a variational problem containing a term with linear growth in the gradient variable, and we study the problem in an unbounded domain. We show that the equations are well posed and satisfy some regularity properties. We are then able to connect the physical parameters with the abstract problem and prove some quantitative properties of the solution. In particular, we show that the solution has compact support and the support is the free boundary. We also construct explicit solutions of an ordinary differential equation, which we use to estimate the free boundary. The last chapter of the thesis is dedicated to the study of infinite energy solutions of the homogeneous Boltzmann equation with Maxwellian molecules. We obtain new results concerning the existence of eternal solutions in the space of probability measure with infinite energy (i.e. the second order moment is infinite). These solutions describe the asymptotic behaviour of other infinite energy solutions but could also be useful in the study of intermediate asymptotic states of solutions with finite but arbitrarily large energy. We use harmonic analysis tools to study the equation, where the velocity variable is expressed in the Fourier space. Finally, a logarithmic scaling of the time variable allows to determine the correct asymptotic scaling of the solutions

Depuis Aristote, l’idée de justice est assimilée à celle de distribution. Or, à quelle démarche pourrait correspondre la réalisation de la justice capabilitaire, définie comme égale possibilité, pour chacun(e), de poursuivre sa « liberté réelle » ? Certains écrits de Sen suggèrent, selon une perspective qui pourrait être qualifiée de « post-marxiste », qu’il s’agirait de pouvoir subvenir aux besoins des personnes ; et ce, aux échelles sociale et globale. Je propose deux concepts pour préciser une telle formule : celle de « besoins-libertés », indiquant les besoins dont dépend l’accomplissement de la liberté réelle, et celle d’« empêchements », désignant ce qui fait obstacle à cette même liberté. La justice en ressort liée à l’idée de production d’au moins trois façons : les limitations de liberté sont toujours produites par des facteurs structurels, dont certains mécanismes de la production globale ; les revendications des personnes et des groupes constituent des indicateurs importants de ces mêmes limitations, et contribuent à produire un développement humain « par le bas ». J’applique ce cadre théorique à la structure socio-économique de la région frontalière entre le Mexique et les États-Unis, en montrant qu’il repose sur la privation de liberté qu’il inflige tout particulièrement aux femmes. Les dynamiques responsables d’une telle « qualité de vie », y compris celles qui relèvent de la sphère économique, tombent donc de plein droit sous la critique philosophico-politique
Ever since Aristotle, the idea of justice has been subsumed into the concept of distribution. Yet, what practice would correspond, from the point of view of capabilities, to the realization of justice, defined as the equal possibility, for all men and women, to pursue « real liberty » ? Certain of Sen’s writings would suggest, via a perspective that could be dubbed « post-Marxist », that it is essential to meet the needs of people, both at social and global levels. Specifying this notion, I propose two ideas : that of « needs-liberties », which reflects the needs that come about according to real liberty; and that of « impediments », representing that which poses obstacles to such liberty. Justice then comes to be relied to the idea of production in at least three ways : limitations to liberty are produced by structural factors, such as certain mechanisms of global production; the demands of people and groups constitute important indicators of these very limitations, and play a role in producing human development « from below » as it were. I apply this theoretical framework to the socioeconomic context of the border region between Mexico and the United States, demonstrating how it rely upon the deprivation of liberty, as it is particularly inflicted upon women. The dynamics responsible for such a « quality of life » including those relevant to the economic sphere, are logically placed under a politico-philosophic critique