Dissertationen zum Thema „Contrôle du pas des pales“

Nous proposons une démarche qui permet de diminuer le cout de l'énergie produite par une éolienne, en augmentant les performances de l'aérogénérateur, élément principal du système éolien. Nous y associons une réduction du cout de fabrication et de maintenance, pour que l'exploitation de l'énergie éolienne soit économiquement viable. Le contrôle passif dans le domaine des systèmes éoliens, se fonde sur la possibilité de l'aérogénérateur de sentir le vent, d'une certaine façon, et d'en suivre les variations de la vitesse. Son application exige l'étude aéroélastique du rotor, la définition du comportement aéroélastique d'une bande de la pale (profil d'aile) de longueur infiniment petite, puis d'un morceau de la pale. L’étude aéroélastique est basée sur le couplage de l'aérodynamique de la pale avec la dynamique de la structure. La conception du rotor est basée sur l'optimisation dynamique de la structure. La complexité du problème rend incontournables l'utilisation et la mise au point d'outils de simulation du fonctionnement du rotor et de visualisation scientifique des résultats d'analyses effectuées auparavant. Ainsi visualisés, les principaux paramètres du fonctionnement dans le temps peuvent être ajustés interactivement. Le concepteur arrive ainsi à mieux comprendre l'influence de ces paramètres.

Les éoliennes flottantes permettent d’utiliser l’abondante ressource en vent présente au large des côtes, et sont considérées comme une source prometteuse d’énergie renouvelable. Cependant, en raison de dynamiques supplémentaires introduites par la plateforme flottante (notamment, le tangage), le contrôle d’une éolienne flottante doit être pensée afin de stabiliser le système tout en optimisant la production d’énergie. Ce travail est consacré à la commande non linéaire d’éoliennes flottantes dans la région III, la classe de lois de commande proposée nécessitant une connaissance réduite en terme de modélisation du système. Les objectifs de la commande sont de maintenir la puissance produite à sa valeur nominale, tout en li mitant le mouvement de tangage de la plateforme et les charges de fatigue sur la structure. Tout d’abord, une loi de commande adaptative basée sur le supertwisting est proposée, avec notamment une loi d’adaptation du gain très simple. Ensuite, en utilisant un contrôle collectif du pas des pales, ce nouvel algorithme de commande est appliqué sur un modèle d’éolienne flottante non linéaire et comparé à d’autres commandes adaptatives par modes glissants d’ordre 2. Dans un second temps, une machine synchrone à aimants permanents est supposée être installée dans l’éolienne flottante. L’utilisation du pas des pales (approche collective) et du couple du générateur permet d’atteindre les objectifs, à partir de lois de commande basées sur une approche adaptative par mode de glissement d’ordre 2. Une troisième partie est consacrée à l’étude d’une commande individuelle du pas des pales combinée à une commande collective. Il est montré qu’un tel algorithme limite la charge de fatigue des pales. Enfin, des lois de commande sont appliquées et comparées sur un système expérimental d’éolienne flottante placé dans un bassin à houle. Les performances des lois de commande basées sur les modes glissants sont évaluées par rapport à des approches de commande linéaire telles qu’un PI à gain variable, et une commande linéaire quadratique
Floating wind turbines allow the use of the abundant wind resource in ocean area and are considered as a promising solution of renewable energy. However, due to the additional dynamics (especially the platform pitch motion) introduced by the floating platform, the control of a floating wind turbine must take such pitch motion into consideration to stabilize the system meanwhile optimizing the power output. This work is dedicated to the nonlinear control of floating wind turbines in region III, this class of controllers requiring reduced knowledge of system modeling and parameter. The control objectives are to maintain the power output at its rated value, to reduce the platform pitch motion and to limit the fatigue load. Firstly, a simplified adaptive super-twisting is proposed. Then, by using collective blade pitch control, this algorithm and other adaptive high order sliding model algorithms are applied on a nonlinear floating wind turbine model. Secondly, a permanent magnet synchronous generator is supposed to be installed in the floating wind turbine. Both collective blade pitch control and generator torque control based on adaptive high-order sliding mode control are used to achieve the control objectives. Thirdly, individual blade pitch control combined with collective blade pitch control is employed. Such algorithm further reduces the fatigue load of blades. Finally, the proposed simplified adaptive super-twisting algorithm is validated on an experimental floating wind turbine set-up (with a spar-buoy platform) in a wave tank, and the control performances are evaluated versus linear control approaches such as gain-scheduled PI and linear–quadratic regulators

L’énergie éolienne est une source d’énergie propre et renouvelable qui fait partie des moyens pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et contrer le réchauffement climatique dans le domaine de la production électrique.L’objectif de la thèse est d’optimiser la production d’énergie éolienne par la réduction des fluctuations de charge induites par la turbulence de la couche limite atmosphérique. Ces fluctuations augmentent la fatigue des pales et réduisent la durée de vie des rotors.Cette réduction des fluctuations de charge est réalisée par le biais d’une approche expérimentale et à l’échelle du laboratoire. Deux actionneurs non conventionnels sont étudiés et testés au sein d’un écoulement contrôlé ensoufflerie: il s’agit d’actionneurs plasma et de jets fluidiques. L’objectif est d’effectuer un contrôle de circulation par une action proche du bord de fuite arrondi de la pale afin de modifier la portance du profil.Dans le cadre du projet SMARTEOLE, les deux stratégies sont d’abord testées en parallèle sur un profil bidimensionnel. Pour cette thèse, les actionneurs plasma sont implémentés autour du bord de fuite arrondi afin d’augmenter ou de réduire la portance. Les performances aérodynamiques ont été modifiées dans la partie linéaire de la courbe de portance. Pour des raisons d’efficacité et de fiabilité, le projet est poursuivi avec des jets fluidiques pour aller vers l’étude des pales et du contrôle d’écoulement en rotation. Ces pales sont préalablement testées dans une configuration translationnelle pour évaluer l’effet du contrôle sans les effets de la rotation. Finalement,les pales sont montées sur le banc éolien du laboratoire. Les effets du contrôle sont mis en évidence par les mesures de pression pariétale et de moment de flexion en pied de pale. Le contrôle induit des réductions importantes de fatigue qui motivent la poursuite des travaux dans le domaine du contrôle d’écoulement appliqué aux pales d’éolienne
Wind energy is a clean and renewable source of energy that remains one of the solutions to cut carbon emissions and curb global warming in the field of power generation. The present thesis objective is the optimisation of wind energy production by the all eviation of blade load fluctuations induced by shear and turbulence in the atmospheric boundary layer. These fluctuations increase the blade fatigue and reduce the life duration of the rotors.This load fluctuation all eviation is assessed with an experimental approach and at a laboratory scale. Two not conventional flow control strategies, plasma actuators and fluidic jets, are implemented and tested in the controlled environment of a wind-tunnel to perform a circulation control by acting in the vicinity of the rounded trailing-edge of the blade in order to modify its lift force.In the scope of the SMARTEOLE project, both plasma and fluidic strategies are, as a first step, tested in parallel on a 2D-airfoil. For this thesis, plasma actuators are implemented over the airfoil trailing-edge to increase ordecrease the lift force. Airfoil performances are indeed modified in the linear part of the lift curve. For efficiency and reliability reasons, it is chosen to pursue the work towards the rotational configuration with the fluidic strategy. Blades are then manufactured and tested first in a translational configuration to evaluate the potentialof the fluidic actuation without rotational effects. Then, blades are mounted in the wind turbine bench of the laboratory. The effects of the actuation are demonstrated through surface pressure and flapwise bending moment measurements. Actuation shows important fatigue reduction motivating the pursue of the investigations on active flow control applied to wind turbine blades

L'évolution des machines, des outils coupants, et des logiciels CFAO a permis un accroissement des performances des procédés d'usinage. L'utilisation de vitesses de rotation élevées entraîne des problèmes vibratoires de la coupe qui détériorent l'état de surface de la pièce. La théorie des lobes de stabilité permet de déterminer des conditions de coupe garantissant un débit copeau élevé tout en s'affranchissant des vibrations. Cette théorie est appliquée à l'usinage de parois minces. Nous montrons que les caractéristiques dynamiques de la pièce dépendent de la position de l'outil. Le passage de l'outil sur les noeuds et les ventres de vibration de la pièce, l'enlèvement de matière, et le contact entre l'outil et la pièce sont responsables de ces variations. Nous introduisons ainsi une troisième dimension au tracé des lobes de stabilité, la position de l'outil. Ces différentes approches sont validées expérimentalement sur des pièces test.

Il est une croyance dans le domaine des sciences de l'ingénieur qui conduit à penser que toute divergence entre la simulation et l'expérimentation est nécessairement due à une modélisation imparfaite du convertisseur étudié ou bien à la manifestation d'épiphénomènes généralement négligés. C'est par exemple le cas du moteur pas à pas dans la zone de fonctionnement dite instable où la dynamique n'est plus périodique. Après avoir construit et simulé un modèle générique, validé par des observations expérimentales, nous mettons en évidence que ces comportements apériodiques sont en fait des propriétés intrinsèques du convertisseur. Pour cela, nous avons mis en oeuvre des outils d'analyse adaptés aux caractéristiques chaotiques de cet actionneur électromécanique. Nous avons conçu et réalisé un banc de commande et d'acquisition automatisé permettant de garantir un niveau de bruit minimal sur les mesures ainsi qu'une reproductibilité maximale des relevés expérimentaux. Nous avons également écrit des outils de simulation en langage C, les logiciels de calcul numérique généralistes se montrant inadaptés à l'étude de systèmes en limite de stabilité. A partir de ces deux études, théorique et expérimentale, nous proposons une méthodologie d'analyse des dynamiques exhibées par le moteur pas à pas. Finalement, cette connaissance fine et globale des comportements du moteur nous permet de proposer une stratégie de contrôle simple et économique, sans capteur de position. Elle vise à rendre périodique la dynamique du moteur dans les zones où elle ne l'est pas naturellement, ce qui permet à moindre coût d'étendre la plage utile au sens de l'ingénieur de ce convertisseur
There is a conviction in the engineer science field which led in thinking that any divergence between numerical simulation and experimental results is necessarily due to an imperfect modelisation of the converter or to an epiphenomenon manifestation ordinarily neglected. It's the situation for example of the stepping motor in the instable operation zone where the dynamics isn't periodic anymore. After having built and simulated a generic model validated by experimental observations, we demonstrate that these aperiodical behaviours are intrinsic properties of the converter. To do so, we have had to design special tools adapted to the specific chaotic characteristics of that electromechanical converter. We have built an automatic control and acquisition tool which assure a low noise level and a maximum of reproducibility of the experimental results. We have also written some simulation software in object C language because solutions obtained with generalist numerical tools on systems near the stability limits are usually not satisfying. With both theoretical and experimental approaches, we propose a systematic study of the dynamics exhibited by the step by step motor. That accurate knowledge of the motor behaviour allow us, at last, to propose a simple and economical control strategy without any position detector, in order to obtain a periodic motor behaviour in zones where it naturally isn't. This allows us to extend, at low cost, the useful range, in the engineer meaning, of this converter

Pour comprendre l’étiologie des chutes chez la personne âgée, les études menées dans le domaine de la biomécanique se sont principalement attachées à évaluer les capacités d’équilibre en s’appuyant sur l’analyse des mouvements linéaires du corps. Cependant, le maintien de l’équilibre au cours de nos différentes tâches motrices nécessite à la fois un contrôle approprié des mouvements linéaires et des mouvements angulaires (de rotation) des segments corporels. Ainsi, ce travail doctoral vise à identifier et comprendre les modifications du contrôle des mouvements angulaires du corps chez les personnes âgées à travers l’étude du moment cinétique du corps, qui est reconnu comme étant un paramètre mécanique hautement contrôlé par le système nerveux central pour le maintien de l’équilibre. Nos études mettent en évidence qu’au cours de la tâche d’exécution du pas volontaire, les personnes âgées présentent une modification dans le contrôle du moment cinétique du corps. Globalement, nos résultats montrent que les personnes âgées ont une amplitude du moment cinétique du corps plus importante que des individus jeunes - en particulier dans le plan sagittal -, et que cela est exacerbé avec l’augmentation de la vitesse d’exécution du mouvement (ou de progression). En outre, nos résultats mettent en exergue que cette modification dans le contrôle du moment cinétique du corps avec l’âge est directement imputée aux changements au niveau des moments cinétiques segmentaires, avec les personnes âgées présentant des moments cinétiques du tronc et des membres inférieurs plus élevés que les adultes jeunes. Pour finir, nous avons observé une relation entre l’amplitude du moment cinétique du corps au cours de la tâche d’exécution du pas volontaire et des mesures de force musculaire et d’équilibre chez des participants jeunes et âgés. Ces résultats suggèrent que les modifications dans le contrôle du moment cinétique du corps avec l’âge, qui pourraient imposer une plus grande difficulté pour le contrôle de l’équilibre et potentiellement un plus grand risque de chute lors de la tâche d’exécution du pas volontaire chez la personne âgée, peuvent être en partie attribuées à la perte de force musculaire des membres inférieurs et à la détérioration des autres systèmes impliqués dans le contrôle de l’équilibre avec le vieillissement. Ensemble, nos travaux concourent à une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents l’altération du contrôle de l’équilibre chez la personne âgée et offrent une base à de futures études visant à réduire l’incidence des chutes au sein de cette même population
In order to understand the etiology of falls in the elderly, studies in the field of biomechanics have mainly focused on assessing balance abilities, relying on the analysis of linear body movements. However, maintaining balance during our various motor tasks requires both appropriate control of linear movements and angular (rotational) movements of body segments. Thus, this doctoral work aims to identify and understand changes in the control of angular body movements in old adults through the study of whole-body angular momentum, which is recognized as a mechanical parameter highly controlled by the central nervous system to maintain balance. Our studies reveal that during the volitional stepping task, old adults exhibit an alteration in the control of the whole-body angular momentum. Overall, our results show that old adults have a higher range of whole-body angular momentum than their younger counterparts – particularly in the sagittal plane – and this is exacerbated with the increase in progression velocity. Furthermore, our results highlight that this age-related changes in the control of whole-body angular momentum is directly ascribed to changes in segmental angular momenta, with old adults having higher trunk and lower limb angular momenta than young adults. Finally, we observed a relationship between the range of whole-body angular momentum during the stepping task and measurements of muscle strength and balance in young and old adults. These results suggest that age-related changes in the control of whole-body angular momentum, which may impose greater challenge for balance control and potentially a greater risk of fallingduring the volitional stepping task in old adults, can be partially attributed to the decline in lower limb muscle strength and the impairment of other systems involved in balance control with aging. Together, our results contribute to a better understanding of the mechanisms underlying impaired balance control in old adults and provide a basis for future studies to reduce the incidence of falls in this population

Le rôle du noyaux de la base dans le contrôle moteur reste une question ouverte. Nous avons conçu une tâche motrice contrôlée dite « start-stop » chez la souris, permettant de quantifier les paramètres cinématiques associés à l'action. Les enregistrements extracellulaires ont démontré que notre tâche recrute 8 classes différentes de neurones dans le striatum. Le groupe « quoi » était composé des neurones « Beginning » et « End », activés au début ou à la fin de la séquence motrice, respectivement. Le groupe « comment » était composé des neurones « Running », « Onset » et « Offset » qui représentaient l'ensemble de l'exécution de la séquence motrice et étaient corrélées aux performances de vitesse. Nous avons aussi signalé la présence de les cellules « Immobility » activées pendant l'immobilité. La comparaison des performances au cours d’essais réussis par rapport à des mouvements spontanés a montré que la fraction des différentes classes de neurones striataux reste stable. Cependant, la fraction de cellules modulant leur activité en fonction de la séquence était fortement diminuée dans les mouvements spontanés par rapport aux essais réussis, et l'activité des cellules « Running » étaient moins corrélées avec la vitesse et la durée de la course de l'animal. Nos données sont cohérentes avec un modèle de fonctionnement des ganglions de la base dans lequel l'activité striatale est organisée d'une manière temporellement précise pour initier, maintenir et mettre fin à l'activité des séquences motrices. Des tests d'optogénétique en cours permettront de confirmer les relations causales supposées entre l'activité striatale et la mise en œuvre de mouvements spécifiques
The precise role of the basal ganglia in the control of motor actions is still under debate. We designed a well-controlled start-stop running paradigm for mice, that enabled to quantify the kinematic parameters associated with motor execution. Extracellular recordings demonstrated that our task massively recruited 8 different functional striatal classes that modulated their activity at distinct phases of the sequential action and immobility. The “what” group comprised Beginning and End neurons which were specifically tuned at the beginning or at the end of the motor sequence, respectively. The “how” group was the most representative and comprised Running, Onset and Offset cells which, cooperatively represented the entire execution of the motor sequence and were well correlated with speed performance. Strikingly, we also reported the presence of the Immobility cells that specifically fired during immobility periods. Comparison of performances during good trials versus spontaneous runs showed that the fraction of the different striatal classes remained stable. However, the fraction of cells with significant sequence-related modulation was prominently decreased in spontaneous compared to good trial runs, and the activity of the Running cells was less correlated with animal's running speed and duration. Our data are consistent with a basal ganglia model where striatal activity is coordinately organized in a temporally precise manner to initiate, maintain and terminate motor sequences. Ongoing experiments with optogenetics techniques (developed during this thesis) will confirm inferred causal relationships of striatal activity to specific motor implementations

Ces dernières années, les missions spatiales bénéficient d'un regain d'intérêt. Cependant, lorsqu’arrive laphase d’entrée dans l’atmosphère, nous faisons encore face à d’importantes difficultés. Afin de répondre àce problème, une nouvelle technique est proposée : le contrôle par plasma pour augmenter la force detraînée sur le véhicule et ainsi, décroître sa vitesse. Dans cette thèse, un actionneur plasma est testé danstrois écoulements supersoniques (N1(M2-8Pa), N2(M4-8Pa) and N3(M4-71Pa)) et un hypersonique (M20-0.062Pa), ces écoulements étant simulés par la soufflerie MARHy.L’actionneur plasma induit des modifications de l’écoulement autour du modèle étudié, comme unemodification de la géométrie de l’onde de choc et une augmentation de l’angle de choc. Afin de mieuxcomprendre les phénomènes gouvernant ces modifications, la pression Pitot, la température surfacique etvolumique, les données électroniques et des mesures spectroscopiques ont été analysées. Les résultatsmontrèrent que deux types d’effets interviennent : thermiques (surface et volume) et l’ionisation. De plus, il aété démontré que ces effets n’ont pas la même importance suivant les conditions d’écoulements.L’actionneur plasma lui-même a été modifié dans un but d’amélioration. En particulier, deux types degénérateurs ont été étudiés pour alimenter la cathode : DC et pulsé. Finalement, il est montré que pour unepuissance de décharge de 80 W, une augmentation de 13% de la traînée et donc, une diminution de plus de25% des flux de chaleur peuvent être attendus. Par conséquent, les actionneurs plasma semblent être descandidats idéaux pour les missions spatiales et les (r)entrées atmosphérique
Space missions are arousing renewed interest in these recent years. However, when coming to the entryinto the atmosphere, major issues are still to be considered. To answer this problem, a new Entry DescentLanding technique is proposed: plasma actuation to increase the drag force over the vehicle body and thus,decrease its speed. In this thesis, a plasma actuator is tested in three supersonic rarefied flows (N1(M2-8Pa), N2(M4-8Pa) and N3(M4-71Pa)) and a hypersonic one (M20-0.062Pa), all generated by the wind tunnelMARHy.The plasma actuator induces flow modifications over the studied model, such as a change in the shock waveshape and an increase in the shock wave angle. In order to better understand the phenomena governingthese modifications, Pitot pressure, surface and gas temperature, electron data and spectroscopicmeasurements were analyzed. The results shown that two types of effects are involved: thermal (bulk andsurface) and ionization. Moreover, it was demonstrated that these effects had not the same importancedepending on the flow conditions.The plasma actuator was also modified in order to improve it. In particular, two types of generators wereused to biase the cathode: DC and pulsed. Finally, it was shown that, for a discharge power of 80 W, a 13%increase in the drag force could be expected and thus, a decrease in the heat load over the model body ofmore than 25%. Therefore, plasma actuators seem to be promising applications for space missions andatmospheric entries

Ces travaux ont pour objectif de proposer une réparation de mise en œuvre simple et adaptée au défaut sur matériaux composites de type " impact faible énergie " très courant au sein des structures aéronautiques. Une méthode d'infiltration de résine dans le dommage est proposée. Après une étude analytique du principe, un banc d'essai a été réalisé pour valider la capacité d'infiltration évaluée notamment par CND. Dans un deuxième temps, une démarche globale (numérique et expérimentale) de validation mécanique des réparations composites est mise en place. Des essais classiques et plus originaux sont proposés pour l'analyse de la ténacité de l'interface réparée à l'échelle du matériau (DCB, ENF, Traction rainurée) puis à une échelle représentative de structure (CAI, re-poinçonnement)
"Conventional" or certified repair procedures for composite structures (i. E. Patches) are usually time-consuming, performed by highly qualified staff and seem immoderate regarding the most common damage found in aeronautics due to low energy impact. A cost-effective and simple repair method based on liquid resin infiltration in the induced crack net is proposed. An analytical model based on damage geometry and physical chemistry properties, is developed to verify the resin infiltration capabilities. An experimental protocol has been developed to identify those properties with conditions similar to the infiltration process (roughness, temperature,. . . ). An experimental set up has been manufactured and different configurations (injection pressure level, infiltration resin toughness. . . ) are studied. Non destructive testing, like ultrasonic inspection, combined to micrographic inspection show good experimental infiltration capabilities. To initiate the validation procedure of this repair, the second part of this work deals with the mechanical behaviour and strength of the repair with experimental tests campaign. Numerical models are used for analysis and understanding. Two different scales are considered at interface (material) and structural level. Fracture Mechanics tests are performed with classical tests such as DCB or ENF, and a new original one, Tensile Flexure test on Notched Specimen (TFNS test), to characterize and identify the repaired interface properties. For their severity regarding composite materials behaviour, both CAI and re-indentation (in-plane and out-of-plane solicitation representative of real loading conditions) were performed on repaired samples. Those complementary tests show that this infiltration repair method restores mechanical properties when proper toughened resins are used

La demande croissante d’électricité, notamment renouvelable, entraîne une croissance de l’éolien avec l’utilisation de pales en composite de plus en plus grandes. Pour réduire le cout de maintenance de ces structures composites, le suivi de santé structurel (SHM) au cours du temps permet d’évaluer le comportement de la structure, d’anticiper les dégradations et la maintenance. Dans ce cadre, le développement de capteurs, à base de résine époxy et de nanotubes de carbone, appelés Quantum Resistive Sensor (QRS), est présenté. Les QRS peuvent être attachés à la surface de la structure ou intégrés à cœur durant la séquence de drapage. Durant la polymérisation de la résine, le comportement électrique du QRS traduit l’évolution de la réticulation et de la température dans la structure. Suite au processus de fabrication, l’influence des paramètres extérieurs (température, humidité, vitesse de déformation, coefficient de Poisson…) sur les caractéristiques des QRS a été étudiée. Durant l’utilisation de la structure composite, les QRS ont également permis la détection et la propagation d’endommagements jusqu’à la fracture ultime. Les QRS représentent donc une solution potentielle comme capteurs SHM non intrusifs, permettant un suivi de la structure, de sa fabrication jusqu’à sa dégradation finale
The growing demands for electrical energy, especially renewable, is boosting the development of wind turbines equipped with longer composite blades. To reduce the maintenance cost of such huge composite parts, the structural health monitoring (SHM) is an approach to anticipate and/or follow the structural behaviour along time. To do so, a proper instrumentation is necessary and has to be as less intrusive as possible. To this end, the development of carbon nanotube- epoxy Quantum Resistive Sensor (QRS) is presented. QRS can be as well glued on the surface or embedded in the core of the composite structure during the stacking sequence. During manufacturing, both the temperature and resin crosslinking can be detected with the change in the QRS electrical characteristics. Once the structural part is made, the effect of the external parameters (strain rate, temperature, humidity, Poisson ratio…) on the electrical characteristics of QRS has been studied. During the composite life, the QRS electrical behaviour has also demonstrate its capability to detect the initiation and propagation of damage until final failure. A non-intrusive monitoring with QRS of the structure life cycle, from manufacturing until final breakage is therefore possible

Le rat Lou/C ne développe pas d'obésité et est présenté comme un modèle de vieillissement sain. Afin de caractériser la balance énergétique de ces rats, leur adiposité, leur prise alimentaire ainsi que leur dépense énergétique ont été mesurées à 1, 6, 12, 18 et 24 mois en comparaison avec des rats Wistar. Le rôle des monoamines centrales dans la balance énergétique particulière des rats Lou/C a été évalué en mesurant les contenus en monoamines et l'activité des enzymes limitantes de leur synthèse dans les noyaux bulbo-pontiques noradrénergiques, sérotoninergiques et dans les noyaux hypothalamiques. L'activité sympathique a été mesurée dans les tissus périphériques impliqués dans la mise en réserve et la dépense énergétique. Les concentrations plasmatiques de leptine et d'insuline, deux hormones informant les centres de l'état des réserves énergétiques, ont été déterminées au cours du vieillissement chez les deux souches.
Le rat Lou/C présente à tous les âges une prise alimentaire inférieure au rat Wistar et une dépense énergétique supérieure à 6 et 12 mois. Les rats Lou/C ont une activité sympathique spécifiquement augmentée dans les tissus adipeux blancs et brun associée à une diminution du profil catécholaminergique central dans certaines structures bulbo-pontiques et dans les noyaux hypothalamiques régulant la balance énergétique. Dès 6 mois, la leptinémie des rats Wistar est supérieure à celle des rats Lou/C. L'insulinémie augmente fortement chez les rats Wistar âgés, alors qu'elle reste stable au cours du vieillissement chez les rats Lou/C. L'absence de résistance à l'insuline chez les rats Lou/C est confirmée par le test euglycémique-hyperinsulinique.
Ainsi, le système nerveux sympathique et le contrôle monoaminergique central sont impliquées dans le déterminisme énergétique du rat Lou/C et cette souche est un modèle de vieillissement sain au regard de sa balance énergétique, de son adiposité, de la résistance à la leptine et à l'insuline

Les fuites non détectées dans les réseaux d'eau potable sont responsables en moyenne de la perte de 30% de l'eau transportée. Il s'avère donc primordial de pouvoir contrôler ces fuites. Pour atteindre cet objectif, la modélisation de l'écoulement de l'eau dans les conduites en tenant compte des fuites a été formulée de différente manière. La première formulation est un système d'équations différentielles ordinaires représentant des fuites constantes, réparties uniformément le long des conduites. Le système peut s'avérer être numériquement raide lorsque des organes hydrauliques sont rajoutés. Deux méthodes implicites ont été proposées pour sa résolution : la méthode de Rosenbrock et la méthode de Gear. Les résultats obtenus montrent que le débit varie linéairement le long des conduites et que les pertes en eau par unité de longueur sont identiques sur chaque conduite. La seconde formulation prend en compte la relation entre les fuites et la pression. Un système de deux équations aux dérivées partielles a été proposé. L'EDP de transport-diffusion-réaction, contenant l'opérateur du p-Laplacien, est résolue par une méthode à pas fractionnaires. Deux méthodes ont été testées. Dans la première, la réaction est couplée avec la diffusion et dans la seconde, elle est couplée avec le transport. Les résultats indiquent que les pertes en eau ne sont pas réparties de façon homogène sur le réseau. Cette formulation décrit de manière plus réaliste les réseaux d'eau potable. Enfin, le problème du contrôle du volume des fuites par action sur la pression a été étudié. Pour cela, un problème d'optimisation est résolu sous la contrainte que la pression doit être minimale pour réduire les fuites et être suffisante pour garantir un bon service aux consommateurs. Les résultats trouvés confirment que la réduction de la pression permet de réduire le volume des fuites de façon significative et que le choix de l'emplacement du ou des points de contrôle est primordial pour optimiser cette réduction.

Cette thèse vise à étudier les effets de la transition laminaire - turbulent et du contrôle actif de l’angle de calage des pales sur les performances de l’hydrolienne à axe transverse SHIVA (Système Hydrolien Intelligent à Variation d’Angle) développée à l’institut de Recherche de l’Ecole-Navale (IRENav). L’écoulement transitionnel autour d’un hydrofoil est, d’abord étudié en comparant des résultats expérimentaux et numériques. Les résultats expérimentaux ont été obtenus dans le tunnel hydrodynamique de l’IRENav. La transition s’effectue par un mécanisme de bulbe de séparation laminaire. Les comparaisons sont fondées sur l’analyse locale des pressions, des profils de vitesse dans la zone du bulbe de séparation laminaire et sur l’analyse des portances, traînées et moments mesurés sur un profil fixe et en mouvement de tangage forcé. Des calculs RANS 2D, avec et sans modèle de transition (ɣ— Reo), RANS 3D et LES 2.5D ont été menés afin de comparer les approches et évaluer la précision des simulations. L’étude montre que le modèle de transition ɣ — Reo améliore nettement les résultats obtenus par rapport à un modèle tout turbulent (k — w SST) dans le cas d’un écoulement transitionnel. L’influence de la transition laminaire - turbulent sur les performances de la turbine SHIVA est ensuite étudiée en comparant les résultats de calculs effectués avec et sans modèle de transition. L’approche est bidimensionnelle. L’utilisation du modèle de transition est intéressante au paramètre d’avance ʎ = 2 pour lequel les pales subissent un décrochage dynamique important. Le développement du tourbillon de bord d’attaque, favorisé par le modèle de transition, permet en effet une meilleure prédiction du décrochage. Les valeurs de ʎ supérieures sont moins concluantes du fait de la prédiction d’une tramée trop faible par le modèle de transition. Enfin, l’influence du contrôle actif du calage des pales sur les performances de la turbine est étudiée au point de fonctionnement optimal de la turbine ʎ = 3. Des lois de calage avancées sont développées, permettant d’agir indépendamment sur la moitié amont ou aval de la turbine. La meilleure loi testée permet une augmentation du coefficient de puissance de 34% tout en lissant la répartition du couple
This work studies the laminar-turbulent transition and the pitch control effects on the performances of a vertical axis tidal turbine (SHIVA) developed at the French naval academy research institute. Firstly, experimental and numerical results are compared to study the transitional flow around a hydrofoil. The experiments were carried out in the hydrodynamic tunnel of the French naval academy research institute and the laminar-turbulent transition was triggered by a laminar separation bubble mechanism. Comparisons are based on the local analysis of pressure data and velocity profiles in the vicinity of the laminar separation bubble. Lift, drag and moment coefficients measured on a fixed hydrofoil and on a hydrofoil undergoing a pitching movement are also used for comparison. 2D RANS calculations carried out with or without a transition modal (ɣ — Reo), 3D RANS calculations and 2.5D LES calculations were run so as to assess the accuracy of each type of simulation. This study shows that the ‘y Reo transition modal clearly improves the accuracy of the results compared to a fully turbulent turbulence model (k— w SST) when considering a transitional flow. The influence of the laminar-turbulent transition on the performance of the SHIVA turbine is then studied. Results of 2D calculations run with and without transition model are compared. The use of the transition modal is relevant at the tip speed ratio value ʎ = 2 for which the blades undergo dynamic stall. The transition modal leads to a better prediction of the leading edge vortex development and then allows a better prediction of the dynamic stall. The use of the transition model at higher ʎ values is less relevant since the transition modal appears to predict a drag too low. Finally, the effect of the pitch control on the SHIVA turbine performance is .studied at ʎ = 3, for which the power coefficient is the highest. Advanced pitching laws are developed to modify the blades’ angle of attack independently on the upstream and downstream halves of the turbine. The best pitching law tested in this study leads to an improvement of the power coefficient by 34% and smooths the torque distribution

Le bruit généré par les machines tournantes telles que les hélices, les ventilateurs ou encore les turbomachines est une problématique actuelle importante sur laquelle les industriels sont amenés à travailler. En effet, afin de faire face à l'exigence grandissante des consommateurs, mais aussi à la multiplication des normes environnementales en termes d'acoustique, ils sont amenés à travailler sur le développement de moyens de réduction de bruit afin de diminuer les sources acoustiques de ces systèmes. L'objectif de cette maîtrise est de concevoir une maquette de profil de pale de ventilateur modulable et instrumentée afin de pouvoir recevoir différents moyens de réduction de bruit. Les deux solutions de contrôle qui sont utilisées dans le cadre de ce projet sont deux moyens passifs: le soufflage qui consiste à souffler de l'air sur le bord de fuite de la pale et l'utilisation de dents de scie sur le bord de fuite. Cette maquette est ensuite testée dans la soufflerie anéchoïque du laboratoire du GAUS (Groupe d'Acoustique de l'Université de Sherbrooke) afin d'étudier les effets acoustiques et aérodynamiques de ces différents moyens de réduction de bruit. Les dents de scie montrent une réduction acoustique allant jusqu'à 10 dB sur une plage fréquentielle croissante avec la vitesse de l'écoulement pour un angle d'attaque compris entre 0° et 8°. Le bruit tonal est également fortement atténué par la présence des dents de scie. Pour les forts angles d'attaque, le régime d'écoulement est pleinement turbulent et aucune réduction de bruit n'apparaît. Les mesures aérodynamiques montrent que les dents de scie permettent d'augmenter le mélange au niveau du bord de fuite du profil. Le soufflage montre également une réduction acoustique allant jusqu'à 8 dB à basse fréquence pour les faibles vitesses (<24 m/s) et pour les angles d'attaques allant jusqu'à 8°. Cependant, une forte augmentation du bruit à haute fréquence est engendrée par le bruit du jet de soufflage. D'un point de vue aérodynamique, le soufflage permet d'ajouter de l'énergie au sillage et de l'affiner. Il réduit fortement la taille des fluctuations de vitesse à l'extrados du profil.

Les besoins en énergie fossile durant l’ère industrielle ont conduit à l’exploitation intensive des ressources houillères du bassin carbonifère Nord/Pas-de-Calais (France). L’extraction de ces matériaux entraîne un déséquilibre des structures géologiques se traduisant en surface par des affaissements. Si la plus grande partie des affaissements se produit lors de l’extraction, une subsidence résiduelle peut perdurer durant une période plus ou moins longue après l’arrêt des exploitations. Charbonnages de France est en charge de la surveillance de ce phénomène dans le Nord/Pas-de-Calais depuis le 21 décembre 1990, date de fin des travaux miniers. En utilisant les nivellements de haute précision, CdF se heurte aux limitations de cette méthode (coût, durée…). Dans ce contexte, nous avons utilisé les méthodes interférométriques radar afin d’apporter un outil de qualité pour caractériser et quantifier les mouvements de surface et de déterminer la part de l’affaissement résiduel face aux autres phénomènes. Les résultats fournis par ces méthodes concordent avec les ordres de grandeurs des déplacements connus et apportent des informations nouvelles sur la forme et l’étendue des cuvettes d’affaissements d’origines minières. La mise en évidence d’autres phénomènes pouvant entraîner des mouvements du même ordre de grandeur a également été menée et en a permis une meilleure prise en compte dans l’étude des mouvements de surface dans le bassin Nord/Pas-de-Calais
The needs in fossil energy during the industrial area lead to the intensive exploitation of the resources of the Nord/Pas-de-Calais carboniferous basin (France). The extraction of these materials induces disorders of the geological structures which introduce depressions in surface. If the greatest part of the subsidence occurs during the extraction, a small part persists during a more or less long period after the end of the exploitations corresponding to the residual subsidence. Charbonnages de France is in charge of the monitoring of this phenomenon in the Nord/Pas-de-Calais area since December 21, 1990, completion date of mining work. Using high precision levellings, CdF is rapidly confronted with the limitations of this method (cost, duration…). In this context, we used the radar interferometric methods in order to propose an efficient tool to characterize and quantify the soil movements, and determine the part of the residual subsidence with respect to others phenomena. The results provided by these methods agree with the known orders of magnitude of displacements and bring new information on the shape and the extent of the mining origins subsidence areas. The description of other phenomena which can involve movements of the same order of magnitude was also carried out and allowed a better account in the study of surface motion in the Nord/Pas-de-Calais basin

Ce travail se compose de deux parties. Dans la première, nous considérons l'équation de Khokhlov-Zabolotskaya-Kuznetsov (KZK) $(u_t - u u_x -\beta u_{xx})_x -\gamma \Delta_y u =0$ dans les espaces de Sobolev des fonctions p\ériodiques sur $x$ de valeur moyenne nulle. La déivation de l'\équation KZK à partir des équations de Navier-Stokes isentropiques non linéaires et de l'approximation de leurs solutions (pour les cas visqueux et non visqueux), les résultats de l'existence, de l'unicité, de la stabilité et du blow-up de la solution de KZK sont obtenus ainsi qu'un résultat sur l'existence d'une solution régulière du syst\éme de Navier-Stokes dans le demi espace avec conditions aux limites péiodiques en temps et de valeur moyenne nulle. Dans la deuxième partie, nous prouvons la contrôabilitélocale des moments de deux systèmes décrits par une équation non-linéaire d'evolution dans un espace de Banach et par une équation non-linéaire de la chaleur quand le contrôle est un multiplicateur du membre de droite. Pour les deux systémes avec une surdétermination intégrale nous obtenons des conditions suffisantes sur la taille du voisinage duquel nous pouvons prendre la fonction de la condition de surdétermination de sorte que le problème inverse ait une solution unique. Nous prouvons également le résultat de contrôlabilité pour l'équation KZK linéarisée.

La méthode de Frank Wolfe offre une approche efficace pour la résolution des programmes convexes avec contraintes linéaires. Dans le contexte des réseaux de transport l'algorithme se réduit à une série de problèmes de plus court chemin et de recherches unidimensionnelles. Nous présentons une approche unifiée de la résolution d'une large variété de problèmes lies au système de planification du trafic urbain par la méthode de Frank Wolfe. Enfin, nous proposons une modification de l'algorithme de Frank Wolfe pour la résolution du problème de l'affectation du trafic urbain.

Résumé : L’objectif de cette thèse était d’investiguer l’influence des émotions sur l’organisation biomécanique de mouvements volontaires complexes, c’est-à-dire mobilisant l’ensemble du corps. L’effet des émotions a été testé par le biais de l’hypothèse de la direction motivationnelle selon laquelle 1) les stimuli plaisants faciliteraient les comportements d’approche et perturberaient les comportements d’évitement et 2) les stimuli déplaisants faciliteraient les comportements d’évitement et perturberaient les comportements d’approche. Deux modèles expérimentaux du mouvement complexe ont été choisis : l’initiation du pas vers l’avant et vers l’arrière (étude 1) et l’élévation latérale de la jambe (études 2 à 4). Les émotions étaient manipulées en exposant les participants à des images de l’International Affective Pictures System (induisant des émotions plaisantes et déplaisantes, étude 1) et en plaçant les participants au bord d’une plateforme surélevée (induisant une peur de chuter, études 2 à 4). Les mouvements étaient réalisés sur une plateforme de force (études 1 à 3). La cinématique du mouvement de la jambe oscillante était enregistrée grâce au système de capture de mouvements VICON (études 2 et 3). Les paramètres psychologiques (dimension de valence et d’activation des émotions, peur de chuter) étaient évalués grâce à des questionnaires. Les résultats de la première étude ont montré que les émotions plaisantes facilitaient les comportements d’approche (en termes de réactivité) et perturbaient les comportements d’évitement (en termes de vitesse du centre des masses lors des ajustements posturaux anticipateurs (APA) associés à un pas vers l’arrière), comparativement aux images déplaisantes et neutres. Cependant ces images semblaient aussi pouvoir perturber les comportements d’approche (en termes de pic de vitesse du centre des masses lors de l’exécution du pas vers l’avant). Les résultats de la deuxième étude ont démontré que les comportements d’approche envers la menace posturale (c’est-à-dire le vide) étaient perturbés (en termes d’amplitude et de durée des APA), comparativement aux comportements d’évitement. La troisième étude s’est ensuite intéressée à l’existence de différences interindividuelles dans la relation entre la menace posturale (et donc la peur de chuter) et l’organisation du mouvement volontaire. Les résultats ont révélé que la confiance en l’équilibre était un facteur de protection à la menace posturale. Ainsi, les participants reportant une forte confiance en leur équilibre étaient moins perturbés par la menace posturale que les participants reportant une faible confiance en leur équilibre. Enfin, la quatrième étude a cherché à expliquer l’existence de ces différences interindividuelles. Les résultats ont montré que l’estime globale de soi pouvait expliquer une partie de ces différences. En conclusion, les résultats de cette Thèse ne semblent confirmer que partiellement l’hypothèse de la direction motivationnelle. Pris ensemble, ces résultats ont permis d’améliorer la compréhension des processus sous-jacents à l’influence des émotions sur l’organisation du mouvement volontaire.Mots clés : Ajustements Posturaux Anticipateurs, Approche-Évitement, Contrôle Moteur, Émotions, Hypothèse de la Direction Motivationnelle
The aim of this thesis is to investigate the influence of emotions on the planning and execution of whole body voluntary movement. The effect of emotions was test thanks to the motivational direction hypothesis which supposed that 1) pleasant stimuli should facilitate approach and perturb avoidance behaviors. 2) Unpleasant stimuli should facilitate avoidance and perturb approach behaviors. Two experimental protocols have been chosen to pursue the investigation: Forward and backward gait initiation (study 1) and lateral elevation of the leg (studies 2-4). The emotions were manipulated by exposing the subjects to pictures of the International Affective Pictures System (inducing pleasant and unpleasant emotions, study 1) and by placing the subjects at the edge of an elevated platform (inducing fear of falling). Movements were performed on force platform (studies 1-3). Kinematic parameters of leg movement were recorded by the system of motion capture VICON (studies 2 and 3). Psychological parameters (valence and arousal dimensions of emotions fear of falling) were assessed by questionnaires. Results of the first study showed that pleasant pictures facilitated approach behaviors (as observed in the reactivity) and perturbed avoidance behaviors (as observed in the velocity of centre of mass during anticipatory postural adjustment (APA) prior to the execution of a backward step), compared to unpleasant or neutral pictures. However, these pleasant pictures also perturbed approach behaviors (as observed in the peak of centre of mass velocity during the execution of a forward step). Results of the second study showed that approach behaviors toward the postural threat (i.e, the void) were perturbed (as observed in the amplitude and duration of APA), compared to avoidance behaviors. The third study focused on the inter-individual differences in the relation between postural threat and organization of movement. Results revealed that balance confidence of the participants dealing with increased postural threat. In other terms, participants reported a high confidence in their own balance control were least perturbed than those reported a low balance confidence and vice versa. Finally, in the fourth study we tried to explain these inter-individual differences. The self-esteem seems to explain these differences. In conclusion, the results of this thesis seem to partially confirm the hypothesis of motivational direction. Put together, the results help improve our general understanding of the influence of emotions on the planning and execution of voluntary movements.Keywords: Anticipatory Postural Adjustments, Approach-Avoidance, Emotions, Motivational Direction Hypothesis, Motor Control

Dans un souci d’optimisation des fours industriels et de réduction des émissions de gaz à effet de serre,l’oxy-combustion est considérée comme l’une des solutions d’avenir. Les conditions existantes dans les chambres d’oxycombustion créent une interaction forte entre les différents phénomènes : Combustion,turbulence et transferts de chaleur. Pour mieux dimensionner les configurations futures il est nécessaire de pouvoir étudier la physique qui y règne, et ce pour un coût et un temps de retour raisonnables. De tels études nécessitent l’emploi d’outils de simulation de haute fidélité,et afin de modéliser les interactions inter-phénomènes à un coût acceptable le couplage de codes est utilisé. C’est avec cet objectif que les travaux présentés dans ce manuscrit se concentrent sur la mise au point d’une méthodologie de couplage entre codes d’écoulements réactifs et de transfert de chaleur dans les parois pour la réalisation de simulations de haute-fidélité massivement parallèles prédictives des chambres futures
Oxycombustion is seen as one mean to attain the wished goals in terms of efficiency optimisation and Greenhouse Effect Gases emissions reduction for industrial furnaces. The extreme operating conditions, high pressure and temperature, lead to a strong interaction between the different phenomena which take place inside the combustion chambe r: Combustion, turbulence and heat transfer. To better design these futur oxyfuel processes, a mean to study the related physics with a reasonable computational cost and return time. Such studies require the use of high-fidelity numerical resolution tools, and in order to model the multi-physics interaction in a cost efficient way, code coupling. The operating conditions being extreme : High pressure and temperature, a strong interaction exists between the different phenomena occuring inside the chamber. To better understand the physics inside oxycombustion chambers,a multiphysics high-fidelity simulation methodology is developped

L'étude développée dans cette thèse concerne le contrôle des performances et des lâchers tourbillonnaires au cours du cycle de rotation d'une hydrolienne à axe vertical de type Darrieus. L'élaboration d'une famille de lois de commande d'incidence de pales exploitant le principe de conservation de la circulation autour de profils en mouvement permet ici le contrôle du fonctionnement de l'hydrolienne ainsi que la maîtrise de son sillage tourbillonnaire afin de préserver l'environnement.L'écoulement 2D est simulé à l'aide du solveur incompressible de Star CCM+ afin de mettre en évidence l'effet de ce type de contrôle sur le rendement de la turbine pour différents points de fonctionnement. Ce modèle CFD a été utilisé pour améliorer l'analyse analytique en ce qui concerne l'extraction de l'énergie, la compréhension de l'écoulement autour de l'hydrolienne et le contrôle des tourbillons générés. La nouveauté de cette étude est l'élaboration de lois de commande de pales d'hydrolienne, basées sur des valeurs constantes et transitoires de la circulation, afin d'augmenter la puissance de la turbine tout en garantissant un contrôle efficace de la vorticité et ainsi prévenir de l'interaction entre les tourbillons et les pales. Une bonne comparaison est réalisée entre les résultats analytiques et numériques concernant les forces hydrodynamiques.En outre, une campagne d'essais a été menée afin d'acquérir des mesures quantitatives sur une hydrolienne de type Darrieus à pales fixes en terme de puissance, mais aussi des résultats qualitatifs pertinents comme la visualisation de l'écoulement autour des pales à différentes positions et pour différents points de fonctionnement. La mise en place complète d'un système PTV pour les mesures qualitatives et les étapes de traitement sont discutées et les divers paramètres obtenus à partir des études CFD sont validées en utilisant ces résultats PIV.L'étude expérimentale dans la présente recherche appo11e des informations détaillées sur les gradients de pression et de vitesse, les contours de vorticité et le critère Q qui ont servi à valider les visualisations obtenues numériquement
With key applications in marine renewable energy. the vertical axis water turbine can use current or tidal energy in an eco-friendly manner. However, it is difficult to reconcile optimal performance of hydrokinetic turbines and compliance wilh the aquatic environment as the main drawback of the turbines is the formation of non-linear flow structures caused by the unsteady movement of the blades. Eddies in the flow are advected and can interact with other blades, which leads to a reduction in power output. To limit this phenomenon, the turbines operate at high speeds, which are likely to reduce the shaft power. High speeds of rotational so forbid the passage of aquatic animais, and are the cause of a suction effect on the sediments.The objective of this thesis work is twofold. First, it aims to develop a blade pitch control to get the flow adjusted around the blade profile at any given flow configuration by incorporatin.g the profile's motion with respect to incident flow. Such a system intends to achieve the objective of operating at reduced speeds without vortical releases, which should allow achieving a high torque without causing damage to the environment.This thesis work is mainly carried out in three phases. ln the first phase, the irrotational flow over an arbitrary profile is formulated using conforma] mapping. Prospective potential flow application on the basis of Couchet theory (1976) is involved in the development of a control law that decides the blade pitching in a constant circulation framework. In the second phase, a numerical validation of the developed analytical work is presented using CFD to examine how the theoretical fomulation can be effectively applied to Darricus turbines. In the final phase, two prototypes are developed, one is classical Darrieus turbine with fixed blades, and other is the turbine with pitching blades for experimental measurements of performance as well as flow fields(by PIV) in order to validate the computational results

Dans l'industrie aéronautique, les traitements acoustiques placés en ras de paroi du réacteur commencent à atteindre leur limite en terme d'efficacité, notamment aux fréquences de passage de pâles (BPF) qui sont le résultat de l'Interaction entre les pales de la soufflante et les redresseurs Ainsi, des raies dans le spectre du bruit émis par le réacteur sont présentes durant toutes les phases de vol. En complément des matériaux absorbants, les tubes de Herschel-Quincke (HQ) offrent une alternative pour atténuer les raies émergentes aux BPF. Ces tubes sont placés en périphérie du conduit principal et déphasent les ondes acoustiques du conduit principal avec celles qui se propagent dans les tubes HQ afin d'atténuer le bruit transmis. Un modèle mixte analytique-numérique a été développé pour le calcul de la matrice de diffusion d'une couronne de tubes HQ intégrée à un conduit cylindrique traité de longueur finie. La technique développé permet de prendre en compte la forme exacte des tubes H Q que l'on met en périphérie du conduit principal ainsi que la possibilité d'avoir une vitesse acoustique non uniforme aux interfaces tube HQ-conduit principal. Le modèle permet une étude paramétrique sur les tubes HQ afin de cibler les fréquences à atténuer et et offre également un gain de temps par rapport à un modèle éléments finis
In aeronautic industry, the efficiency of acoustic liners in bypass and inter-stage regions of the turbofan engine is reached the limit, especially at the Blade Passage Frequencies (BPF), due to the interaction between the fan blades and the struts. Then, pure tones are produced in the noise spectrum for all flight phases, in addition of acoustic liners, Herschel-Quincke (HQ) tubes provide an alternative to improve the attenuation at the BPF. These tubes are placed in the periphery of the main duct and produce phase differences between acoustic waves in the main duct and in the HO tubes in order to attenuate the transmitted acoustic power. A mixed numerical-analytical model was developed for the fast computation of the scattering matrix of a ring of HO tubes integrated in a finite length line wall circular duct. This technic takes into account the exact shape of HO tube and the possibility of a non uniform acoustic velocity at the interfaces between the main duct and the HO tube. This model also allows a study of HQ tube parameters with a time swing compared to a standard element method. Finally, the mixed model has no frequency limit

Le sujet de la thèse est l'étude et la construction de méthodes numériques géométriques pour les équations différentielles, qui préservent des propriétés géométriques du flot exact, notamment la symétrie, la symplecticité des systèmes hamiltoniens, la conservation d'intégrales premières, la structure de Poisson, etc.
Dans la première partie, on introduit une nouvelle approche de construction d'intégrateurs numériques géométriques d'ordre élevé en s'inspirant de la théorie des équations différentielles modifiées. Le cas des méthodes développables en B-séries est spécifiquement analysé et on introduit une nouvelle loi de composition sur les B-séries. L'efficacité de cette approche est illustrée par la construction d'un nouvel intégrateur géométrique d'ordre élevé pour les équations du mouvement d'un corps rigide. On obtient également une méthode numérique précise pour le calcul de points conjugués pour les géodésiques du corps rigide.
Dans la seconde partie, on étudie dans quelle mesure les excellentes performances des méthodes symplectiques, pour l'intégration à long terme en astronomie et en dynamique moléculaire, persistent pour les problèmes de contrôle optimal. On discute également l'extension de la théorie des équations modifiées aux problèmes de contrôle optimal.
Dans le même esprit que les équations modifiées, on considère dans la dernière partie des méthodes de pas fractionnaire (splitting) pour les systèmes hamiltoniens perturbés, utilisant des potentiels modifiés. On termine par la construction de méthodes de splitting d'ordre élevé avec temps complexes pour les équations aux dérivées partielles paraboliques, notamment les problèmes de réaction-diffusion en chimie.

Dans un avion, un hélicoptère ou un lanceur actuel, des milliers de capteurs, pour la plupart non critiques sont utilisés pour la mesure de divers paramètres (températures, pressions, positions...) Les résultats sont ensuite acheminés par des fils vers les calculateurs de bord qui les traitent. Ceci implique la mise en place de centaines de kilomètres de câbles (500 km pour un avion de ligne) dont le volume est considérable. Il en résulte une grande complexité de conception et de fabrication, des problèmes de fiabilité, notamment au niveau des connexions, et une masse importante. Par ailleurs l'instrumentation de certaines zones est impossible car leur câblage est difficilement envisageable par manque d'espace. En outre, s'il est souvent intéressant d'installer de nouveaux capteurs pour faire évoluer un aéronef ancien, l'installation des câbles nécessaires implique un démantèlement partiel, problématique et coûteux, de l'appareil. Pour résoudre ces problèmes, une idée innovante a émergé chez les industriels de l'aéronautique : commencer à remplacer les réseaux filaires reliant les capteurs d'un aéronef et leur centre de décision par des réseaux sans fil. Les technologies de communication sans fil sont aujourd'hui largement utilisées dans les marchés de l'électronique de grande consommation. Elles commencent également à être déployées pour des applications industrielles comme l'automobile ou le relevé à distance de compteurs domestiques. Cependant, remplacer des câbles par des ondes représente un défi technologique considérable comme la propagation en milieu confiné, la sécurité, la sureté de fonctionnement, la fiabilité ou la compatibilité électromagnétique. Cette thèse est motivée d'une part par l'avancée non négligeable dans le milieu aérospatial que pourrait être l'établissement d'un réseau sans fil à bord d'aéronefs dans la résolution de problématique classiques comme l'allégement et l'instrumentation. Il en résulterait donc : * Une meilleure connaissance de l'environnement et de la santé de l'aéronef * Un gain sur le poids. * Un gain en flexibilité. * Un gain en malléabilité et en évolutivité. * Un gain sur la complexité. * Un gain sur la fiabilité D'autre part, étant donnée la complexité de la conception de ce réseau de capteur sans fil, il a été nécessaire d'appliquer une méthodologie évolutive et adaptée mais inspirée de l'ingénierie système. Il est envisageable, vu le nombre de sous-systèmes à considérer, que cette méthodologie soit réutilisable pour d'autre cas pratiques. Une étude aussi complète que possible a été réalisée autour de l'existant déjà établi sur le sujet. En effet, on peut en lisant ce mémoire de thèse avoir une idée assez précise de ce qui a été fait. Une liste a été dressée de toutes les technologies sans fil en indiquant leur état de maturité, leurs avantages et leurs inconvénients afin de préciser les choix possibles et les raisons de ces choix. Des projets de capteurs sans fil ont été réalisés, des technologies sans fil performantes et personnalisables ont été développées et arrivent à maturité dans des secteurs variés tels que la domotique, la santé, l'automobile ou même l'aéronautique. Cependant aucun capteur sans fil n'a été véritablement installé en milieu aérospatial car de nombreux verrous technologiques n'ont pas été levés. Fort des expériences passées, et de la maturité qu'ont prise certaines technologies, des conclusions ont été tirées des projets antérieurs afin de tendre vers des solutions plus viables. Une fois identifiés, les verrous technologiques ont été isolés. Une personnalisation de notre solution a été à envisager afin de remédier tant que faire se peut à ces points bloquants avec les moyens mis à disposition. La méthodologie appliquée nous a permis d'identifier un maximum de contraintes, besoins et exigences pour mieux focaliser les efforts d'innovation sur les plus importantes et choisir ainsi les technologies les plus indiquées.