Dissertations / Theses: 'Analyse du mouvement – Simulation par ordinateur'

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Multon, Franck. "Analyse, modélisation et simulation du mouvement humain." [S.l.] : [s.n.], 2006. http://www.irisa.fr/centredoc/publisHDRirisafolder.2006-06-01.0400865959/irisapublication.2007-02-09.5137418245.

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Multon, Franck. "Analyse, Modélisation et Simulation du Mouvement Humain." Habilitation à diriger des recherches, Université Rennes 1, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00441143.

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Abstract:

Comprendre le mouvement humain mobilise des chercheurs de nombreuses disciplines scientifiques : physiologie, biomécanique, neurosciences comportementales, anatomie fonctionnelle, les sciences du sport... Mes travaux s'inscrivent donc dans une démarche pluridisciplinaire d'analyse/synthèse du mouvement humain. Pour mener à bien cette démarche, une première tâche consiste à modéliser et à simuler le système moteur ainsi qu'un ensemble d'hypothèses. L'objectif est de disposer d'une représentation numérique du problème. Les mouvements simulés doivent ensuite être confrontés à des données expérimentales pour valider à la fois les hypothèses, le modèle et la méthode de simulation. Mon travail s'organise en trois principales contributions qui entrent dans cette approche d'analyse/synthèse. La première contribution concerne le développement de nouvelles méthodes de modélisation et de simulation de mouvements permettant de tester des connaissances issues des sciences expérimentales. La méthode doit aussi être capable de calculer très rapidement des mouvements afin d'intégrer les personnages simulés dans des environnements interactifs, comme en réalité virtuelle, par exemple. Pour modéliser et simuler un mouvement naturel, il faut être capable de gérer des contraintes cinématiques (pour tenir compte de la géométrie de son environnement), cinétiques (pour gérer la répartition de ses masses dans l'espace), dynamiques (les lois de la mécanique s'appliquent évidemment aussi) et d'autres que nous regrouperons sous le terme de " style " (lié à des aspects psychologiques, sociologiques...). Nous avons proposé une nouvelle représentation du mouvement humain qui simplifie grandement la résolution de contraintes cinématiques et cinétiques à partir d'un mouvement initial (issu d'un système de mesures ou conçu manuellement). L'hypothèse est que les mouvements mesurés vérifient intrinsèquement la plupart des contraintes citées précédemment. Il est ensuite possible d'ajouter ou de modifier certaines de ces contraintes pour simuler l'adaptation du système moteur à de nouvelles situations. La deuxième contribution concerne la définition d'un protocole de validation des mouvements simulés. C'est un problème difficile car le mouvement humain implique un grand nombre de degrés de liberté et de pas de temps, ce qui conduit à un espace de dimension énorme. Comment ramener cela à une valeur unique de distance ? Les méthodes classiques utilisent des erreurs moyennes, des corrélations ou des correspondances temporelles entre courbes. Cependant, ces valeurs quantifiables ne reflètent pas toujours le réalisme des mouvements simulés si on demande à des sujets d'en juger la qualité. En réalité virtuelle, plusieurs travaux cherchent à évaluer la sensation d'être présent dans un environnement simulé. Nous avons donc proposé de juger du réalisme du mouvement en faisant interagir des sujets réels avec des entités simulées. Ces travaux ont été menés dans le cadre particulier du duel gardien-tireur mais pourraient être étendus à un cas plus général. La troisième contribution concerne une étude transversale de la locomotion bipède via une approche de type analyse/synthèse. L'objectif de ce travail est de déduire complètement un mouvement de locomotion à partir d'un ensemble de données anatomiques et d'hypothèses générales issues de la biomécanique et des neurosciences. Une application évidente concerne la cherche de locomotions possibles pour des espèces fossiles. Fondamentalement, le problème revient à gérer un espace très important de postures possibles à chaque pas de temps et à en extraire une séquence qui soit comparable à ce qu'une créature réelle aurait naturellement produit. Nos travaux ont donc abouti à un une plate-forme de tests d'hypothèses locomotrices (minimisation d'énergie, de la dérivée de l'accélération, de la distance à une posture de référence...). L'entrée principale de cette plate-forme est la description de l'anatomie de la créature et une série d'empreintes à suivre.

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Fusco, Nicolas Delamarche Paul Cretual Armel. "Analyse, modélisation et simulation de la marche pathologique." Rennes : Université Rennes 2, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00293627/fr.

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Chateauroux, Élodie. "Analyse du mouvement d'accessibilité au poste de conduite d'une automobile en vue de la simulation : cas particulier des personnes âgées." Lyon, INSA, 2009. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2009ISAL0037/these.pdf.

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Abstract:

Cette étude se place dans le contexte des mannequins numériques utilisés, dés les premières phases de conception, pour tester l’ergonomie d’environnements comme un véhicule automobile. Ces nouveaux outils ne tiennent pas encore compte du vieillissement dans la population. Les mouvements d’entrée et de sortie sont des mouvements complexes particulièrement problématiques pour les seniors. Cette thèse a pour but d’analyser les mouvements d’accessibilités de personnes âgées pour 1/ mieux comprendre leurs difficultés, 2/ pouvoir simuler ces mouvements au moyen d’un mannequin numérique. Dix huit sujets âgés et 7 sujets jeunes ont participés aux expérimentations. Des mouvements d’entrée et de sortie de quatre véhicules ont été capturés et les notes d’inconfort sont recueillies par un questionnaire. De plus, les effets du vieillissement sont différents d’une personne à l’autre, les sujets âgés ont donc passé une série de tests dans le but d’évaluer leurs capacités fonctionnelles. Ces tests sont utilisés pour définir 3 groupes de sujets : ceux qui ont un problème fonctionnel, ceux qui ont des capacités « médiocres » et ceux qui ont de bonnes capacités fonctionnelles. Les mouvements d’entrée et de sortie sont analysés par le biais des interactions entre le sujet et l’environnement dans le but de définir les contraintes liées à la géométrie du véhicule. Deux grandes stratégies sont observées pour les mouvements d’entrée et pour ceux de sortie. Les stratégies d’entrée et sortie « S’Assoit D’abord » et « Deux Jambes Ensemble » ont tendance à être utilisées par des personnes ayant des problèmes fonctionnels. Les stratégies « Jambe Droite la Première » et « Jambe Gauche la Première » sont respectivement les stratégies d’entrée et de sortie les plus observées quelles que soient les capacités fonctionnelles. Ces mouvements sont découpés en phases pour lesquelles des sous-stratégies sont définies. Les interactions entre les mains et l’environnement semblent jouer un rôle très important. Des mécanismes de compensation sont observés dans les mouvements des personnes ayant des problèmes fonctionnels. Les questionnaires d’inconfort montrent que les personnes âgées rencontrent plus de problèmes en sortant qu’en entrant dans les véhicules. Les notes d’inconfort sont influencées par les capacités fonctionnelles des sujets mais les résultats sont très hétérogènes. Une explication proposée est que ces notes reflètent essentiellement les préférences des sujets en termes d’accessibilité automobile. Un examinateur extérieur serait donc mieux à même d’évaluer les difficultés des personnes âgées. Les mouvements capturés sont structurés dans des bases de données dans le but de simuler les mouvements d’accessibilité de personnes âgées à l’aide du logiciel RPx
This study takes place in the context of Digital Human models used to test the ergonomics of environments such as automotives in the earliest stages of the design process. Yet, these tools do not take into account the aging of the population. The car ingress and egress motions are particularly problematic for seniors. This thesis aims at analysing car accessibly movements of elderly people in order to 1/ better understand their difficulties and 2/ simulate these motions using a digital human model. Eighteen elderly and 7 young subjects participated in the experiment. Ingress and egress motions were captured for four types of vehicle and discomfort ratings were collected by a questionnaire. As age effects differ from one person to another, the functional capacities were measured using clinical tests to draw a portrait of the abilities of each elderly subject. Results of these tests are used to define 3 groups of people: those who have a functional problem, those with “mediocre” capacities and those who have good capacities. Ingress and egress motions are analysed through the interaction between the subject and the environment in order to define the constraints linked to vehicle design. Two major strategies have been observed for the ingress and egress movements. The strategies “Sit First” and “Two Legs Out” are used by people with functional problems. The strategies “Right Leg First” and “Left Leg First” are the most observed ingress and egress strategies, regardless of functional capacities. These movements are decomposed into phases for which sub-strategies are defined. The interactions between the hands and the environmental seem to play an important role. Compensation mechanisms are observed in the movements of persons with functional problems. The discomfort questionnaires show that elderly subjects face more problems when exiting than when entering a car. Discomfort ratings are influenced by the functional abilities of subjects but the results are very heterogeneous. An explanation would be that these ratings also reflect the preferences of subjects in terms of car accessibility. An external examiner would then better assess the difficulties of elderly people. The captured movements are structured in databases in order to simulate the accessibility movements of elderly using the RPx software

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Ait, El Menceur Mohand Ouidir. "Modélisation, analyse et simulation du mouvement d'entrée dans des véhicules automobiles à géométrie variable : application aux mouvements d'entrée des personnes âgées et/ou ayant des déficiences motrices." Valenciennes, 2009. http://ged.univ-valenciennes.fr/nuxeo/site/esupversions/9af8c69a-6673-4f19-a631-11a69e374902.

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Abstract:

La difficulté éprouvée pour monter ou descendre d’un véhicule automobile peut amener les personnes âgées et/ou ayants des déficiences motrices à ne plus utiliser leur véhicule. Les constructeurs automobiles l’ont compris et s’intéressent aujourd’hui à ces populations vieillissantes et/ou déficientes sujettes à des troubles de l’appareil locomoteur ainsi qu’à ce geste complexe nécessitant une coordination précise des mouvements articulaires du corps humain. Une alternative pour comprendre et prévoir ce mouvement est d’utiliser la simulation numérique. Les travaux réalisés s’inscrivent dans ce contexte et portent sur la simulation cinématique du mouvement d’entrée d’un humanoïde de synthèse (constitué d’une tête, d’un tronc, d’un bassin et des membres inférieurs) dans des véhicules de dimensions variables à partir de données réelles issues de l’expérimentation. Pour résoudre ce problème « complexe », nous proposons une démarche méthodologique en trois étapes. Une première étape porte sur la constitution d’une base de mouvements dits « exploitables » issues de l’expérimentation menée sur deux véhicules de géométrie distinctes. Ces mouvements « exploitables » sont le résultat de traitements numériques appliqués aux mouvements d’entrée mesurés. Ces traitements permettent, entre autres, d’adapter les angles articulaires mesurés à l’humanoïde de synthèse retenu afin d’éviter d’éventuelles collisions avec l’habitacle qui n’auraient pas été constatées lors des expérimentations. Une deuxième étape porte sur l’analyse et l’identification de manière automatique des stratégies d’entrée dans un véhicule automobile. Cette étape procède en quatre phases à l’issu desquelles 2 stratégies ainsi que 6 sous stratégies du mouvement d’entrée sont identifiées. Une troisième étape, constituée de 4 phases également, utilise les acquis issus des étapes 1 et 2 pour simuler un mouvement d’entrée d’un sujet de la base adoptant une sous stratégie donnée dans un véhicule de géométrie différente. La simulation du mouvement d’entrée d’un même sujet dans un autre véhicule relève d’un problème de cinématique inverse résolu par une programmation non linéaire avec contraintes. Des simulations, impliquant des personnes âgées et/ou ayants des prothèses, permettent de valider la démarche proposée pour les deux stratégies d’entrée. Malgré les différences avec les mouvements mesurés, les mouvements simulés sont conformes aux sous stratégies adoptées par les sujets lors des expérimentations. De plus, les simulations réalisées permettent d’expliquer en partie les changements de stratégie opérés par certains sujets, lors des expérimentations, suite au changement de véhicule automobile. Enfin, des simulations sur des véhicules fictifs montrent les limites de l’outil de simulation développé. Ce travail ouvre plusieurs perspectives de recherches tant concernant l’amélioration de la simulation, en considérant par exemple les différences intra- individuelles des sujets ou encore la dynamique du mouvement, que l’élaboration de nouveaux indices ergonomiques afin d’estimer l’inconfort associé aux mouvements simulés
The difficulty from which suffer elderly and/or disabled people when entering or exiting an automobile vehicle can lead them to never use it again. The car manufacturers are conscious of this fact and they are more and more interested in these growing elderly and/or disabled populations prone to locomotor apparatus disorders and in this complex gesture requiring a precise coordination of the human body articular movements. An alternative to understand and predict this movement is to use the digital simulation. Works completed in this thesis fall under this context and concern the kinematic simulation of the vehicle entering movement of a humanoid (constituted of a head, a trunk, a basin and lower limbs) in variably-dimensioned vehicles by using real data resulting from the experimentation. To solve this "complex" problem, we propose a three stage methodological procedure. A first stage carries on the constitution of a base of movements that we name "exploitable" movements which are issued from the experimentation carried out on two variably-dimensioned vehicles. These "exploitable" movements are the result of digital processing applied to the measured entry movements. These processing allow, among others, to adapt the measured joint articulation angles to the humanoid in order to avoid possible collisions with the cockpit which would not have been noted during the experiments. A second stage relates to the automatically analysis and identification of the vehicle entering movement strategies. This stage proceeds in four phases and it allows the identification of 2 entry movement strategies and 6 sub–strategies. A third stage, made up of 4 phases as well, uses the assets resulting from stages 1 and 2 to simulate an entry movement of a subject of the base adopting a given sub-strategy in another vehicle of different geometry. The simulation of the entry movement of the same subject in another vehicle concerns an inverse kinematics problem solved by constrained nonlinear programming. Simulations, implying elderly and/or having prostheses people, make it possible to validate the suggested procedure for the two entry strategies. In spite of the differences with the measured movements, the simulated movements are in conformity with the sub-strategies adopted by the subjects during the experiments. Furthermore, the realized simulations make it possible to explain partly the changes of strategy operated by some subjects, during the experiments, when shifting from one vehicle to another. Finally, simulations on fictitious vehicles show the limits of the developed simulation tool. This work opens several prospects for research as well concerning the improvement of simulation, by considering for example the intra-individual differences of subjects or the dynamics of the movement, as the development of new ergonomic indices in order to consider discomfort associated with the simulated movements

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Allain, Pierre. "Analyse et synthèse de mouvements de foules par contrôle optimal." Lorient, 2012. http://www.theses.fr/2012LORIS257.

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Abstract:

Depuis deux décennies, la compréhension des phénomènes de foules suscite un intérêt grandissant dans les domaines de la réalité virtuelle et de la vision par ordinateur en raison de l'accroissement démographique mondial et de l'urbanisation, mais aussi de la demande en réalisme dans l'industrie de l'infographie. Les mécanismes régissant la navigation d'individus ainsi que leurs interactions sont à l'heure actuelle encore mal compris, et sont le plus souvent modélisés par des lois empiriques inspirées de l'observation qualitative du phénomène de la foule. A l'inverse, les méthodes dîtes “basées données” permettent un apprentissage quantitatif des propriétés d'un phénomène. A partir de vidéos de foules humaines et de modèles régissant leur évolution, on peut chercher à enrichir la simulation comportementale par une calibration optimale des modèles utilisés. Dans cette thèse, nous proposons une approche basée donnée originale pour analyser, simuler et contrôler des mouvements de foules à partir de vidéos ou d'autres données. Pour cela, nous exploitons le formalisme du contrôle optimal et en particulier de l'assimilation variationnelle de données. L'acquisition d'information à partir de vidéos constitue toutefois une opération délicate. Son énergie reste en effet cantonnée à une description Eulérienne sensiblement différente de la description implicitement Lagrangienne, de bas niveau, et adaptée à des objet ponctuels en mouvement que sont les individus. Dans ce document, nous proposons ainsi une écriture originale unifiant ces représentations qui s'appuie sur des graphes. Les bénéfices et limites de la méthodologie retenue sont aussi discutés au travers d'exemples jouets
In the communities of computer graphics and vision the study of human crowds phenomena has raised an increasing interest over the past years. The main reasons stem from a continuous increase in the world population and the associated problems, but also from a search of a good visual realism in computer games or computer-generated images for the movie industry. Yet, most of the navigation mechanisms or collision avoidance strategies among pedestrians are not fully understood, resulting in empirical models inspired by qualitative observations. On the contrary, data- driven methods oppose to this qualitative methods by giving ways to describe quantitatively those phenomena. From crowd videos, it should be possible to enrich the behavioral simulation models through parameterization or calibration. In this thesis, an original approach is proposed to analyze and simulate crowd motions from videos, which exploits the optimal control formalism, and more specifically the variational data assimilation principles. By exploiting some existing physical models describing the dynamics of a crowd flow, and combining this information to the perceived motion in the image, it is shown in this thesis how to extract a high level information on the flow related to a disturbance potential. The information conveyed in this process is by essence Eulerian, and opposes to the Lagrangian nature of pedestrians. To overcome this plurality of representation, a new powerful graph-based representation is introduced. The control of individuals driven by a dynamical method and under external constraints (designed by an animator or acquired from videos) is then studied and discussed

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Begon, Mickaël. "Analyse et simulation tridimensionnelle de mouvements cycliques sur un ergomètre spécifique au kayak." Poitiers, 2006. http://www.theses.fr/2006POIT2318.

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Abstract:

Le thème général de ce travail est l’analyse du mouvement de pagayage sur un ergomètre instrumenté spécifique au kayak. La première partie est une validation de la mesure et de la cinématique des kayakistes sur un ergomètre instrumenté de capteurs de forcemono-axiaux associé à un système cinématographique. Un modèle anthropométrique tridimensionnel et des capteurs de force triaxiaux sont nécessaires à la poursuite de l’analyse. Lors de la seconde partie, un modèle géométrique et dynamique du système athlète – ergomètre est défini pour simuler le pagayage. Les conséquences de modifications matérielles et de la gestuelle sont ainsi évaluées. La dernière partie présente l’intérêt d’un modèle anthropométrique qui dissocie des épaules du tronc et partitionne le tronc. Les données cinématiques sont améliorées par la gestion des occlussions partielles due au passage de la pagaie devant les membres inférieurs et à une procédure de localisation des centres articulaires adaptée aux sportifs
The main purpose of this PhD thesis is the analysis of paddling an instrumented ergometer specific to kayak. The first part describes the measurement and kinematics validation of an ergometer instrumented by mono-axial force sensors with a motion analysis system. The continuation of the project requires a three-dimensional anthropometrical model and three-axial force sensors. In the second part, a geometrical and dynamic model of the system athlete – ergometer is defined to simulate paddling. Then effects of material and movement modifications are tested. The last part presents the interest of a model that dissociates shoulders from the trunk and divides the trunk. Kinematic data are improved by the treatment of partial occlusions due to paddle motion closed to lower limbs and by a procedure, to determine the hip joint centre, adapted to athletes

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Pronost, Nicolas. "Définition et réalisation d'outils de modélisation et de calcul de mouvement pour des humanoïdes virtuels." Rennes 1, 2006. http://www.theses.fr/2006REN1S107.

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Abstract:

Comprendre et animer des mouvements humains sont intimement liés aux approches d'analyse et de synthèse. Ces approches soulèvent des problèmes fondamentaux dans de nombreux domaines scientifiques tels que la biomécanique, l'anthropologie et l'animation. Obtenir des mouvements animés réalistes est un point hautement délicat et complexe face à la perception exercée d'un observateur. Nous étudions et réalisons une chaîne complète et cohérente d'analyse et de synthèse de locomotions humaines qui certifie le respect de critères de réalisme du mouvement. Cette chaîne est composée d'une méthode d'adaptation cinématique, d'un procédé de validation dynamique de cette méthode et d'une méthode de synthèse en dynamique directe. Nous proposons dans chacune de ces trois parties, des méthodes de modélisation de l'humain et du mouvement ainsi que des méthodes de calculs du mouvement. Nous orientons ces travaux sur des méthodes d'adimensionnement et de manipulation d'une base de données de mouvements.

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Benkhémis, Ines. "Essai de repérage du critère minimisé spontanément par le sportif : exemple du saut en longueur." Poitiers, 2006. http://www.theses.fr/2006POIT2357.

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Abstract:

Le but de ce travail est de retrouver le critère minimisé spontément par un sauteur en longueur lors de l’impulsion. Une fois la capture du mouvement effectuée, les paramètres de phase à l’instant initiale et à l’instant final sont injectés dans une procédure d’optimisation paramétrique où plusieurs types de critères sont minimisés. Les critères énergétiques traduisent la notion d’économie alors que les critères sthéniques traduisent la notion d’intégrité musculo-squelettique. Les résultats énergétques se rapprochent des mouvements continus alors que les critères sthéniques sont plus proches des gestuelles à contre-mouvement
The aim of this study is to find criteria which is minimized by a long jumper at the take-off. After motion capture angular positionsand velocities at the initial and final time are used in parametric optimisation procedure with differents criteria. Energetic criteria are associated with economic goal. Sthenic criteria are associated with the musculo-skeletal concept. Results demonstrate that sthenic criteria simulate gestual with countermovement whereas energetic criteria simulate continuous gestual

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Fusco, Nicolas. "Analyse, modélisation et simulation de la marche pathologique." Phd thesis, Université Rennes 2, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00293627.

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Abstract:

La marche est pour l'homme son mode de locomotion le plus usuel. Pour un sujet sain, il s'agit d'une action simple qu'il exécute sans être obligé d'y penser. Cependant, la survenue d'une pathologie peut venir la perturber et augmenter son coût énergétique. L'autonomie diminue, ce qui risque de rendre dépendant l'individu dans ses activités quotidiennes. Afin de lutter contre, la rééducation de la marche doit prendre en compte les causes de ses perturbations. Or, il est difficile d'isoler le rôle de chacun des paramètres interdépendants qui composent la marche. L'objectif de ces travaux est donc de proposer une boucle complète allant de l'analyse à la simulation de la marche pathologique en passant par sa modélisation. L'intérêt est de disposer d'un outil capable de déterminer les facteurs discriminants de l'altération de la marche. Premièrement, le développement de nouveaux outils génériques d'analyse nous aide à mieux comprendre le mouvement étudié et ceci uniquement à partir de données cinématiques, en particulier acquises lors d'une marche sur tapis roulant. La deuxième étape se focalise sur la modélisation d'une marche particulière, celle des sujets hémiplégiques. La cinématique inverse permet de définir une tâche principale liée au mouvement ainsi qu'une tâche secondaire capable de tenir compte de la pathologie du sujet. Finalement, la marche hémiplégique est reproduite grâce à la méthode de simulation choisie. L'approche se base sur des entrées simples à acquérir et permet de tester des hypothèses de rééducation à travers le travail mécanique. La finalité de ce travail est donc de fournir aux thérapeutes un outil simple d'évaluation des hypothèses de rééducation de la marche à partir de son coût énergétique

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Decatoire, Arnaud. "Analyse tri-dimensionnelle de la gestion des mouvements vrillés en gymnastique : la simulation : vers un outil de formation des entraîneurs en activités acrobatiques." Poitiers, 2004. http://www.theses.fr/2004POIT2286.

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Abstract:

La compréhension de la gestion des mouvements aériens lors d'acrobaties complexes en gymnastique est abordée à partir d'une analyse mécanique. Une méthode d'analyse cinématographique 3D ainsi qu'un algorithme de simulation du mouvement aérien sont développés, présentés et validés à l'aide de saltos vrillés. Le concept de transfert de moment cinétique est clarifié ; sa mesure nous amène à émettre une hypothèse relative aux difficultés de gymnastes débutants, réalisant une fausse vrille. L'évaluation originale de la part relative de la vrille de contact, de la vrille aérienne et de la vrille du chat dans un salto vrillé est proposée. Le rôle tenu par les membres supérieurs est abordé en modifiant la gestuelle d'origine du gymnaste en phase aérienne ; l'efficacité du retard dans l'adduction d'un membre supérieur nécessaire au déclenchement de la vrille dans un salto est évaluée dans plusieurs cas de figure. La comparaison des efforts articulaires calculés en dynamique inverse s'exerçant aux épaules, lors d'un salto vrillé et lors de la même gestuelle réalisée à l'arrêt, amène des éléments de réflexion relatifs à l'apprentissage de tels mouvements
The purpose is the understanding of the aerial movement's management during complex acrobatics in gymnastics using a mechanical analysis. A three-dimensional cinematographic analysis method and a simulation algorithm of aerial movement are developed, presented and validated using twisting somersaults. The concept of angular momentum transfert is clarified; its measure leads us to express an hypothesis concerning the difficulties of the beginner who perform a false twist. An original evaluation quantitative method of the contact, aerial and cat twist contributions in a twisting somersault are proposed. The upper limbs' action in the twist creation is analysed by changing the original coordination during the aerial phase. The effectiveness of the upper limbs' delaying adduction, which create twists is evaluated by considering several cases. The shoulder joint torques are calculated using inverse dynamic's method during a twisting somersault and compared with the ones obtained during the realization of same coordination without somersault. It leads reflexion elements relating to the training of these kind of movements

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Lardy, Julien. "Analyse et simulation cinématique du mouvement du bras lors de la manipulation d'un objet pour la simulation ergonomique à l’aide d’un mannequin numérique." Thesis, Lyon 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LYO10018/document.

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Abstract:

Le travail de thèse exposé dans ce manuscrit s'intéresse à la simulation d'un mouvement de manipulation d'objet, plus particulièrement à la saisie suivie de la rotation d'une sphère selon un axe fixe. Le but ici est, à partir d'une analyse de mouvements réels, d'être capable de proposer un algorithme de simulation reproduisant des mouvements comparables aux données expérimentales, en fournissant en entrée le moins d'informations possibles et en essayant d'introduire de la variabilité dans le mouvement simulé. 12 sujets volontaires ont participé à l'expérimentation. Nous leur avons demandé de saisir et de tourner une sphère de 60mm de diamètre avec des amplitudes allant de 45° à 360°, dans les deux sens. L'analyse de ces données expérimentales, complétée par des simulations de l'effet des limites articulaires sur le mouvement nous ont permis d'étudier plusieurs hypothèses sur le contrôle de mouvement telles que l'hypothèse de confort final (« end-state comfort ») et le principe de travail minimum. Une des conclusions majeures est que l'anticipation posturale au moment de saisie semble être expliquée davantage par le confort en fin de mouvement qu'au moment de saisie. Basé sur ces observations, nous proposons un algorithme de simulation avec pour nouveautés la prise en compte de l'espace de mouvements admissibles par les limites articulaires ainsi que l'introduction de la variabilité au choix de la posture de saisie. Les premiers résultats semblent être en accord en grande partie avec les observations expérimentales donnant une base de travail pour aller vers des outils de simulation se rapprochant de plus en plus vers un comportement "humain"
The thesis work presented in this manuscript focuses on the simulation of an handling motion, more specifically on the grasp followed by the rotation of a sphere along a fixed single axis. The aim here is, from the analysis of actual motions, to be able to propose an simulation algorithm reproducing motions comparable to experimental data, with the less input as possible and trying to introduce some variability into the simulated motion. 12 volunteers participated to the experiment. Subjects were asked to grasp and turn a sphere of 60mm of diameter. Amplitudes of rotations were ranged from 45° to 360°, in both directions. Experimental data analysis, completed with some simulations of the effect of joint limits on motion, allowed us to investigate several motion control hypothesis as the end-state comfort hypothesis or the minimum work principle. One of the main conclusions is that postural anticipation when grasping seems to be more explained by the comfort at the end of the motion than when grasping. Based on these observations, we proposed a simulation algorithm being original by the way of how it takes into account possible motions allowed by joint limits and by the introduction of variability into the simulated grasp posture. The first results seem to follow most part of the experimental observations giving a strong basis to go towards simulation tools that will come closer to a “human” behavior

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Bideau, Benoit. "La réalité virtuelle pour l'analyse des duels sportifs : application au duel entre un gardien et un tireur au handball." Rennes 2, 2003. http://www.theses.fr/2003REN20046.

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Abstract:

La compréhension des duels sportifs est une tâche complexe, car elle nécessite de maîtriser une interaction entre deux individus. Dans des conditions réelles de jeu, il est impossible de contrôler tous les paramètres. Ainsi aucune relation ne peut être effectuée entre un mouvement d'un joueur et la réponse de l'adversaire. La réalité virtuelle offre de nouvelles perspectives pour faire interagir des sportifs dans des environnements entièrement sous contrôle. Dans cette thèse nous proposons de développer et de valider un processus d'analyse des duels sportifs, pour une application précise : le duel entre un gardien et un tireur au handball. Dans un premier temps, nous montrons que les réactions des gardiens sont identiques, pour un même tir, dans un environnement réel et virtuel. Une fois notre outil validé, nous modifions à l'aide d'un modèle de mouvement la gestuelle d'un tireur humanoi͏̈de. Ceci nous permet de définir l'influence des variations de mouvements du tireur sur la réaction du gardien. Nous quantifions ainsi, l'influence du poignet, de l'inclinaison du buste et de l'instant de lâcher du ballon sur la parade du gardien
The comprehension of the sporting duels is a complex task, because it requires to control an interaction between two subjects. Under real conditions of play, it is impossible to control all the parameters. Thus no relation can be made between a movement and the response of the opponent. Virtual reality offers new prospects to make interact sportsmen in environments entirely under control. In this thesis, we propose to develop and validate a process for the analysis in sporting duels, in a precise application: the duel between a goalkeeper and a thrower in handball. First, we show that the reactions of the goalkeeper are identical, for the same throw, in a real and virtual environment. Once our tool is validated, we modify the gesture of the humanoid thrower thanks to a model of movement. This enables us to define the influence of the thrower's movements on the reaction of the goalkeeper. We quantify thus, the influence of the wrist, climbing the bust, and the modification of ball release on the goalkeeper's reaction

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Maurice, Pauline. "Virtual ergonomics for the design of collaborative robots." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066121/document.

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Abstract:

Parce qu’elle permet d’associer les capacités physiques d’un robot aux capacités perceptives et cognitives de l’Homme, la robotique collaborative peut être une solution pour répondre au problème des troubles musculo-squelettiques dans l’industrie. Cependant, le gain d’ergonomie qu’apporte l'utilisation de tels robots est rarement quantifié, à cause du manque d’outils adéquats.Ce travail vise à développer un outil générique permettant d’effectuer des évaluation ergonomiques d'activités de co-manipulation, à partir de très peu de données d’entrée. Cet outil s’appuie sur une évaluation en simulation, à l’aide d’un mannequin virtuel. Afin d'estimer les différentes sollicitations biomécaniques auxquelles sont exposés les ouvriers lorsqu’ils réalisent des tâches manuelles, de nombreux indicateurs d'ergonomie sont définis, et mesurés grâce à une simulation dynamique. Le mannequin virtuel est animé avec une technique d’optimisation LQP, et le robot est contrôlé par une commande en amplification d’effort. L'outil proposé est validé à l'aide d'expériences basées sur la capture de mouvement.Cependant, le choix d’un robot plutôt que d’un autre est rendu difficile par le nombre élevé d’indicateurs d'ergonomie à prendre en compte. Une méthode pour analyser la sensibilité des indicateurs aux différents paramètres du robot et de la tâche considérée est donc développée. Une telle analyse permet de réduire le nombre d’indicateurs à prendre en compte, tout en rendant suffisamment compte de l’ergonomie de chaque situation.Enfin, l’outil de simulation mis en place est couplé à un logiciel d’optimisation par algorithme génétique, afin d' optimiser la cinématique d’un robot collaboratif
The growing number of musculoskeletal disorders in industry could be addressed by the use of collaborative robots, which allow the joint manipulation of objects by both a robot and a person. Designing such robots requires to assess the ergonomic benefit they offer. However there is a lack of adapted assessment tools. This work presents a generic tool for performing accurate ergonomic assessments of co-manipulation activities, with very little input data. This tool relies on an evaluation carried out within a digital world, using a virtual manikin to simulate the worker. A framework is developed to enable the estimation of the different biomechanical solicitations which occur during manual activities. Multiple ergonomic indicators are defined and measured through a dynamic simulation of the considered activity. The virtual manikin is animated through a LQP optimization technique, and the robot is controlled according to the manikin-robot interaction force. The proposed framework is validated with motion capture experiments. However, the high number of indicators that are measured makes any kind of conclusion difficult for the user. Hence, a methodology for analyzing the sensitivity of the various indicators to the robot and task parameters is proposed. The goal of such an analysis is to reduce the number of ergonomic indicators which are considered in an evaluation, while sufficiently accounting for the global ergonomic level of the considered activity. Finally, an application of the proposed methodology is presented. The evaluation framework is linked to a genetic algorithm software in order to optimize the morphology of a collaborative robot for a given task

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Lemercier, Samuel. "Simulation du comportement de suivi dans une foule de piétons à travers l'expérience, l'analyse et la modélisation." Phd thesis, Rennes 1, 2012. https://ecm.univ-rennes1.fr/nuxeo/site/esupversions/03ce7038-80f3-4c57-bf93-47adc49be8fd.

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Abstract:

La simulation réaliste de foule est un problème ouvert et difficile à cause de la multitude d'informations qui sont prises en compte par un humain pour déterminer sa trajectoire de marche. Dans cette thèse nous cherchons à modéliser puis à simuler de manière aussi réaliste que possible les interactions de suivis entre individus se déplaçant dans les foules. Nous proposons une approche en trois grandes étapes. Dans un premier temps, nous constituons une base de données cinématiques pour observer le comportement de suivi lors du déplacement de groupes de piétons à partir d'un procédé expérimental original utilisant la technologie de capture de mouvements optoélectronique. Le traitement des données acquises requiert le développement d'une méthode spécifique de reconstruction des données brutes. La base de données ainsi obtenue représente le premier résultat de notre travail. Dans un deuxième temps, nous proposons une analyse détaillée de ces données. Nous mettons en évidence d'une part, la nature des interactions locales entre les sujets, et d'autre part les phénomènes globaux qui émergent de la combinaison de ces interactions dont en particulier la formation de vague de vitesses qui se propagent. Cette analyse constitue notre deuxième résultat majeur et conduit à notre troisième et dernier résultat : un modèle numérique d'interaction locale de suivi que nous calibrons sur les données expérimentales acquises. Les résultats de simulation sont finalement évalués quant à leur capacité à reproduire les phénomènes macroscopiques observés et analysés. Enfin, nous montrons des cas d'usage pratique de notre modèle
Realistic crowd simulation is an open and challenging problem due to the high quantity of information that is taken into account by a human to determine his walking trajectory. In this thesis, we aim at modeling and simulating the following interactions between individuals moving in crowds. We propose an approach in three major steps. Firstly, we build up a kinematic database to observe following behaviors during pedestrian groups movement from an original experimental process using motion capture. Acquired data treatment requires to develop a specific reconstruction method of the raw data. The obtained database is our first result. Secondly, we propose a detailed analysis of these data. We highlight both the nature of the local interactions between participants and the global patterns that emerge from the combination of these interactions, in particular, the formation of propagating speed waves. This analysis is our second major result and leads up to our third and last result : a numerical model of following behavior between pedestrians calibrated on our experimental data. Simulation results are evaluated on their capacity to reproduce the macroscopic patterns we have observed and analyzed. We finally show different applications of our model

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Lemercier, Samuel. "Simulation du comportement de suivi dans une foule de piétons à travers l'expérience, l'analyse et la modélisation." Phd thesis, Université Rennes 1, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00724072.

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Abstract:

La simulation réaliste de foule est un problème ouvert et difficile à cause de la multitude d'informations qui sont prises en compte par un humain pour déterminer sa trajectoire de marche. Dans cette thèse nous cherchons à modéliser puis à simuler de manière aussi réaliste que possible les interactions de suivis entre individus se déplaçant dans les foules. Nous proposons une approche en trois grandes étapes. Dans un premier temps, nous constituons une base de données cinématiques pour observer le comportement de suivi lors du déplacement de groupes de piétons à partir d'un procédé expérimental original utilisant la technologie de capture de mouvements optoélectronique. Le traitement des données acquises requiert le développement d'une méthode spécifique de reconstruction des données brutes. La base de données ainsi obtenue représente le premier résultat de notre travail. Dans un deuxième temps, nous proposons une analyse détaillée de ces données. Nous mettons en évidence d'une part, la nature des interactions locales entre les sujets, et d'autre part les phénomènes globaux qui émergent de la combinaison de ces interactions dont en particulier la formation de vague de vitesses qui se propagent. Cette analyse constitue notre deuxième résultat majeur et conduit à notre troisième et dernier résultat : un modèle numérique d'interaction locale de suivi que nous calibrons sur les données expérimentales acquises. Les résultats de simulation sont finalement évalués quant à leur capacité à reproduire les phénomènes macroscopiques observés et analysés. Enfin, nous montrons des cas d'usage pratique de notre modèle.

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Li, Ying. "Analyse dynamique des systèmes multicorps flexibles et contrôle des robots déformables." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1995. http://www.theses.fr/1995ECAP0464.

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Abstract:

Cette thèse comporte trois parties. La premiere partie est consacrée au développement des équations dynamiques des systèmes multicorps flexibles. En vue d'établir les équations d'un tel système, deux approches principales sont mises en oeuvre. Ces approches peuvent être appelées approche en coordonnées cartesiennes et approche en coordonnées articulaires. La seconde partie concerne la linéarisation du système équations dynamiques non linéaire ainsi établi. Nous proposons une procédure simple pour réaliser recursivement cette linéarisation en utilisant l'approche en coordonnées articulaires. L'avantage de cette procédure tient à la possibilité d'un traitement systématique des variables de mouvement rigides et flexibles dans une notation unifiée qui permet le développement d'opérateurs formels dérivation conçus spécifiquement pour cette tâche. La méthode simplifié à la fois la formulation théorique et la programmation et permet un calcul plus rapide. La troisieme partie traite de l'utilisation des résultats précédents en vue du contrôle dynamique. En ce qui concerne le contrôle en position. Quelques resultats préliminaires sur le contrôle de la trajectoire de l'effecteur d'un robot multibras sont présentes, mettant en oeuvre une loi généralisée de contrôle découpe. Les performances du contrôleur sont évaluées. Les résultats de la simulation présentent une bonne convergence vers la trajectoire présente. En ce qui concerne le contrôle en force. Le problème du contrôle simultané en force et position pour un robot, avec contact entre l'effecteur et l'environnement rigide est analyse. Des contrôleurs en position et en force peuvent être definis

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Golovanov, Cristian. "Développement de formulations éléments finis 3D en potentiel vecteur magnétique : application à la simulation de dispositifs électromagnétiques en mouvement." Grenoble INPG, 1997. http://www.theses.fr/1997INPG0133.

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Abstract:

Modélisation des équations électromagnétiques 3D couplées avec les circuits d'alimentation électrique et le déplacement de parties mobiles, dans le cas de machines électriques tournantes. La formulation choisie utilise, comme inconnue principale, le potentiel vecteur magnétique nonjaugé, int~rpolé sur des éléments finis d'arête. Le caractère compatible de la formulation est assuré par l'introduction d'un potentiel vecteur électrique pour représenter le courant source, tant pour les inducteurs filaires maillés que pour les inducteurs filaires non-maillés. Le circuit électrique d'alimentation est analysé par la méthode des potentiels électriques intégrés dans le temps et les systèmes électrique et magnétique sont résolus simultanément. La connexion entre les parties mobiles est les parties fixes se fait par une technique d'interpolation des maillages, adaptée aux éléments d'arête. Des méthodes numériques spécifiques ont été développées et implantées, notamment pour l'intégration en pas-à-pas dans le temps du système temporel du premier ordre et pour la résolution du système matriciel résultant. L'ensemble des développements effectués a été validé sur un moteur à réluctance variable
The aim of this thesis is to develop adapted numerical methods to model 3D electromagnetic equations coupled with electric circuit equations and with the displacement of moving parts, applied to the electric rotating machines. The formulation use as the principal unknown the non-gauged magnetic vector potential, interpolated with the edge elements. The compatibility of the formulation is ensured by the representation of the source CUITent density with the help of an electric vector potential. The electric circuit is analysed using the method of time integrated electric potentials and the direct coupling of the magnetic and electric systems. The connection between the moving mesh and the stationary mesh is realised by an original interpolation method. Specific numerical methods for the integration of the frrst order temporal system using an stepby- step algorithm and different techniques of system resolution were also developed. AlI these developments were validated on a switched reluctance motor

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Quirion, Sébastien. "Segmentation temporelle de mouvements cycliques humains à partir d'une représentation squelettique." Thesis, Université Laval, 2006. http://www.theses.ulaval.ca/2006/23739/23739.pdf.

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Philippe, Sabine. "Développement d'une formulation Arbitrairement Lagrangienne Eulérienne (ALE) pour la simulation tridimensionnelle du laminage de produits plats." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00431051.

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Abstract:

Un enjeu actuel de la modélisation du laminage de produits plats est de pouvoir prédire l'apparition de défauts d'épaisseur et de planéité. Cela n'est possible qu'avec un modèle tridimensionnel prenant en compte la déformation des cylindres à l'origine de ces défauts. Or la gestion du maillage pour un tel modèle s'avère difficile. La zone de déformation, nécessairement finement maillée, est très petite par rapport à l'ensemble du volume maillé. Une description de maillage adaptée est la méthode Arbitrairement Lagrangienne Eulérienne (ALE). Le maillage ayant une vitesse différente de celle de la matière, il est possible de modéliser de grandes déformations tout en conservant une meilleure qualité du maillage qu'en lagrangien et de concentrer durablement un grand nombre d'éléments dans la zone de déformation en la couplant à un maillage adaptatif. Lors d'un précédent travail, une approche ALE découplée a été implémentée dans Forge3®. A chaque incrément de temps, la vitesse matérielle est tout d'abord calculée (étape purement lagrangienne), puis la vitesse du maillage est déterminée telle que la qualité des éléments soit améliorée à topologie donnée (r-adaptation), enfin a lieu un transport. Un point critique de la méthode ALE est de conserver précisément la frontière du domaine, en particulier lors de forte vitesse tangentielle de la matière, comme en laminage. Pour ce, une nouvelle gestion du maillage a été développée et utilisée pour la tôle. Elle consiste à projeter la position de tout nœud frontière sur la surface réactualisée lagrangienne. Une méthode de lissage des surfaces confère un degré de précision supplémentaire requis pour les zones légèrement courbes et faiblement raffinées, par exemple un bombé apparu lors du laminage. L'ensemble de ces procédures, applicables a priori à tout type de géométrie, sont effectuées localement pour des questions d'efficacité et de facilité d'implémentation. Ce caractère local n'a pas d'influence sur le choix du pas de temps grâce à une méthode de « sous-incrémentation ». La déformation élastique des cylindres est, elle, gérée par une formulation quasi-eulérienne qui conduit à des maillages de taille beaucoup plus faible qu'en lagrangien. Un cas industriel de laminage a été modélisé avec la formulation ALE. Les temps de calculs sont considérablement réduits en comparaison à la formulation lagrangienne de Forge3®. Les résultats en terme d'efforts, de contraintes, etc. sont en général meilleurs en ALE qu'en lagrangien et proches de ceux de la formulation quasi-eulérienne de Lam3.

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Golovanov, Cristian. "Développement de formulations éléments finis 3D en potentiel vecteur magnétique : application à la simulation de dispositifs électromagnétiques en mouvement." Phd thesis, Grenoble INPG, 1997. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00904770.

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Abstract:

Modélisation des équations électromagnétiques 3D couplées avec les circuits d'alimentation électrique et le déplacement de parties mobiles, dans le cas de machines électriques tournantes. La formulation choisie utilise, comme inconnue principale, le potentiel vecteur magnétique nonjaugé, int~rpolé sur des éléments finis d'arête. Le caractère compatible de la formulation est assuré par l'introduction d'un potentiel vecteur électrique pour représenter le courant source, tant pour les inducteurs filaires maillés que pour les inducteurs filaires non-maillés. Le circuit électrique d'alimentation est analysé par la méthode des potentiels électriques intégrés dans le temps et les systèmes électrique et magnétique sont résolus simultanément. La connexion entre les parties mobiles est les parties fixes se fait par une technique d'interpolation des maillages, adaptée aux éléments d'arête. Des méthodes numériques spécifiques ont été développées et implantées, notamment pour l'intégration en pas-à-pas dans le temps du système temporel du premier ordre et pour la résolution du système matriciel résultant. L'ensemble des développements effectués a été validé sur un moteur à réluctance variable.

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Gatti, Filippo. "Analyse physics-based de scénarios sismiques «de la faille au site» : prédiction de mouvement sismique fort pour l’étude de vulnérabilité sismique de structures critiques." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLC051/document.

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Abstract:

L’ambition de ce travail est la prédiction du champ d’onde incident réalistique, induit par des mouvement forts de sol, aux sites d’importance stratégique, comme des centrales nucléaires. À cette fin, un plateforme multi-outil est développé et exploité pour simuler les aspects différents d’un phénomène complexe et multi-échelle comme un tremblement de terre. Ce cadre computationnel fait face à la nature diversifiée d’un tremblement de terre par approche holistique local-régionale.Un cas d’étude complexe est choisie: le tremblement de terre MW6.6 Niigata-Ken Ch¯uetsu-Oki, qui a endommagé la centrale nucléaire de Kashiwazaki-Kariwa. Les effets de site non-linéaires observés sont à premier examinés et caractérisés. Dans la suite, le modèle 3D «de la faille au site» est construit et employé pour prédire le mouvement sismique dans une bande de fréquence de 0-7 Hz. L’effet de la structure géologique pliée au-dessous du site est quantifié en simulant deux chocs d’intensité modérée et en évaluant la variabilité spatiale des spectres de réponse aux différents endroits dans le site nucléaire. Le résultat numérique souligne le besoin d’une description plus détaillée du champ d’onde incident utilisé comme paramètre d’entrée dans la conception structurel antisismique de réacteurs nucléaires et des installations. Finalement, la bande de fréquences des signaux synthétiques obtenues comme résultat des simulations numériques est agrandie en exploitant la prédiction stochastique des ordonnées spectrales à courte période fournies par des Réseaux Artificiels de Neurones
The ambition of this work is the prediction of a synthetic yet realistic broad-band incident wave-field, induced by strong ground motion earthquakes at sites of strategic importance, such as nuclear power plants. To this end, an multi-tool platform is developed and exploited to simulate the different aspects of the complex and multi-scale phenomenon an earthquake embodies. This multi-scale computational framework copes with the manifold nature of an earthquake by a holistic local-to-regional approach. A complex case study is chosen to this end: is the MW6.6 Niigata-Ken Ch¯uetsu-Oki earthquake, which damaged the Kashiwazaki-Kariwa nuclear power plant. The observed non-linear site-effects are at first investigated and characterized. In the following, the 3D source-to-site model is constructed and employed to provide reliable input ground motion, for a frequency band of 0-7 Hz. The effect of the folded geological structure underneath the site is quantified by simulating two aftershocks of moderate intensity and by estimating the spatial variability of the response spectra at different locations within the nuclear site. The numerical outcome stresses the need for a more detailed description of the incident wave-field used as input parameter in the antiseismic structural design of nuclear reactors and facilities. Finally, the frequency band of the time-histories obtained as outcome of the numerical simulations is enlarged by exploiting the stochastic prediction of short-period response ordinates provided by Artificial Neural Networks

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Hoffet, Guillo Françoise. "Analyse assistee par ordinateur du mouvement des spermatozoides." Clermont-Ferrand 1, 1992. http://www.theses.fr/1992CLF13806.

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Diener, Julien. "Acquisition et génération du mouvement de plantes." Grenoble INPG, 2009. http://www.theses.fr/2009INPG0080.

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Abstract:

Le but principal de ma thèse a été de développer des techniques innovantes pour l'animation de plantes. Deux approches ont été explorés : la reproduction du mouvement réel et la simulation temps réel. Premièrement, j'ai combiné des méthodes de suivi par ordinateur avec une interface utilisateur dans le but d’extraire des données fiables à partir de vidéos. Ensuite, une méthode statistique a été conçue pour estimer une structure hiérarchique de branches qui est utilisée pour reproduire le mouvement sur un large éventail de modèles virtuels. Deuxièmement, j'ai développé une nouvelle technique d'animation pour calculer la réponse des plantes à un vent contrôlable interactivement. La contribution principale a été de montrer que de simples approximations du modèle de charge aérodynamique mène à une réduction considérable du coût de la simulation. L'algorithme obtenu profite pleinement des capacités offertes par les cartes graphiques permettant l'animation de milliers d'arbres en temps réel
The primary goal of my Ph. D. Has been to develop innovative animation techniques for virtual plants. Two main approaches have been explored: the reproduction real motion and real-time simulation. First, I have mixed vision algorithms and user interface in order to extract reliable motion data from videos. An innovative method has then been designed to estimate a valid hierarchical structure of branches using statistical study which is used to retarget the video movement on a wide range of virtual plants. Second, I have developed new animation method that computes the response of plants to interactively controllable wind. The main contribution has been to show that simple approximations of the wind load model leads to a drastic reduction of the run-time computations. The simulation algorithm takes full advantage of the parallel processing capabilities of computer graphics cards allowing the animation of thousand trees in real-time

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Mehdi, Nima. "Approches probabilistes pour la perception et l’interprétation de l’activité humaine." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2024. http://www.theses.fr/2024LORR0202.

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Abstract:

De l'industrie aux services, les systèmes intelligents sont amenés à observer, interagir ou encore coopérer avec l'humain. Cette thèse s'inscrit ainsi dans le contexte des méthodes de perception intelligente pour l'analyse de l'humain en utilisant la pose et l'activité qui lui sont associées. En raison de la nature variable et changeante de l'humain, il est difficile d'obtenir une représentation précise des processus guidant ses mouvements et ses actions. Ces difficultés sont accrues lorsqu'il s'agit d'estimer ou de prédire les mouvements ou les activités. Afin de considérer l'incertitude inhérente à l'humain, nous proposons une approche bayésienne pour la perception et l'analyse de l'activité humaine. La première contribution est consacrée à l'estimation simultanée de la pose et de la posture humaine. À l'aide d'une caméra monoculaire et de capteurs portés, nous cherchons à estimer la pose 3D humaine en temps réel. Pour une estimation robuste, une approche de fusion multimodale est proposée en incorporant les mesures de capteurs inertiels portés aux observations caméra. De cette manière, nous outrepassons les ambiguïtés de mesure liées à la caméra et à la dérive inertielle due aux centrales inertielles. Afin de tenir compte de la nature non déterministe du mouvement humain et du caractère non gaussien de la posture, nous choisissons d'utiliser un filtre particulaire. Dans le but de réduire le coût du calcul, nous proposons une architecture composée de deux filtres consécutifs. Un premier filtre estime la posture de manière factorisée uniquement à partir des observations inertielles. Puis un second filtre estime la pose complète à partir de la caméra, en incorporant l'estimation du premier filtre. Notre approche réalise la fusion de manière originale par la construction de la distribution d'échantillonnage du second filtre. Cette architecture permet ainsi d'estimer la pose et la posture de manière simultanée avec un coût calculatoire réduit tout en étant robuste aux occultations et dérives. La seconde contribution s'intéresse à la prédiction de l'activité humaine. Les modèles de Markov cachés se sont montrés efficaces pour l'analyse de l'activité humaine à travers des tâches de segmentation et de reconnaissance de l'activité. Cependant, ils présentent des limites en termes de modélisation les rendant insuffisants pour la prédiction. Nous proposons donc l'utilisation de modèles semi-markoviens pour la prédiction. Ces modèles étendent la définition des modèles de Markov en modélisant de manière explicite la durée passée dans chaque état. Cette modélisation explicite de la durée permet une meilleure modélisation des processus non stationnaires et améliore la capacité prédictive de ces modèles. Notre étude démontre ainsi l'utilité de tels modèles pour la prédiction d'activité avec prise en compte de l'incertitude
From industry to services, intelligent systems are required to observe, interact with, or cooperate with humans. This thesis is therefore set in the context of intelligent perception methods for the analysis of humans, using the pose and activity associated with them. Due to the variable and changing nature of humans, it is difficult to obtain an accurate representation of theprocesses guiding their movements and actions. These difficulties are compounded when it comes to estimating or predicting movements or activities. In order to take account of the uncertainty inherent in humans, we propose a Bayesian approach to the perception and analysis of human activity. The first contribution is dedicated to the simultaneous estimation of human pose and posture. Using a monocular camera and wearable sensors, we aim to estimate human 3D pose in real time. For robust estimation, a multimodal fusion approach is suggested, incorporating measurements from wearable inertial sensors with camera observations. In this way, we overcome measurement ambiguities related to the camera and inertial drift due to inertial units. We use a particle filter so as to take into account the non-deterministic nature of human motion and thenon-Gaussian nature of posture. In order to reduce the computational cost, we put forward an architecture composed of two consecutive filters. A first filter estimates the posture in a factorized way from inertial observations only. Then a second filter estimates the complete pose from the camera, incorporating the estimation of the first filter. Our approach achieves fusion by constructing the sampling distribution of the second filter. This architecture makes it possible to estimate pose and posture simultaneously, at low computational cost, and is robust to cloaking and drift. The second contribution pertains to the prediction of human activity. Hidden Markov models have proved effective for the analysis of human activity through segmentation and activity recognition tasks. However, they have modeling limitations that make them insufficient for prediction. We therefore propose the use of semi-Markovian models for prediction. These models extend the definition of Markov models by explicitly modeling the duration spent in each state. This explicit modeling of duration enables better modeling of non-stationary processes and improves the predictive capability of these models. Our study thus demonstrates the usefulness of such models for activity prediction while taking uncertainty into account

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Evrard, Matthieu. "MIMESIS, un environnement de conception et de simulation de modèles physiques particulaires masses - interactions CORDIS - ANIMA pour l'animation : du mouvement généré à l'image du mouvement." Grenoble INPG, 2009. http://www.theses.fr/2009INPG0073.

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Abstract:

Cette thèse a pour objet la conception d’un environnement pour l’animation à l’aide de réseaux masses – interactions CORDIS-ANIMA. La généricité et la modularité de CORDIS-ANIMA ayant largement prouvé leur intérêt pour l’animation depuis 25 ans, la conception et l’implantation d’un environnement de conception de tels modèle doivent faire face à d’autres problématiques théoriques et pratiques qui seront discutées dans ce manuscrit, dans le but d’inclure dans cet environnement toutes les fonctionnalités requises pour une création interactive de modèle de mouvement et leur insertion dans une chaîne globale de production d’images animées. Cette thèse se terminera par le compte-rendu de situations d’utilisation dans un cadre pédagogique, de recherche et de création
This thesis deals with the design of a computer framework dedicaced to animation by the physical mass-interaction CORDIS-ANIMA networks. Genericity and modularity of CORDIS-ANIMA having been still largely proved, the design and the implementation of such framework have to face with other theorical and practical problems that are discussed here in order to include every function that are required for an interactive creation of models and the communication inside a global chain of production of animated pictures. This thesis ends on the report of various situation of use in pedagogical, research and creation contexts

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Asselin, Bruno. "Analyse sportive par superposition d'un mouvement avec sa simulation théorique." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1997. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk2/tape16/PQDD_0003/MQ31672.pdf.

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Houma, Jaouad El. "Analyses des effets des mouvements d'air dans les galeries d'antipistonnement d'un tunnel bitube sur le comportement dynamique des trains." Lille 1, 1992. http://www.theses.fr/1992LIL10072.

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Abstract:

Pour répondre aux questions posées par EUROTUNNEL, concernant la sécurité et le confort des voyageurs, nous avons conçu un programme informatique de simulation de comportement dynamique du wagon soumis aux excitations du vent des galeries d'anti-pistonnement. Dans une première partie, nous avons parlé des formes d'excitations auxquelles sera soumis le wagon, puis nous avons décrit les étages de suspension du wagon et leurs liaisons, enfin nous avons mis en évidence les différents mouvements créés sous l'effet du vent et nous avons écrit leurs équations. Dans une deuxième partie, nous avons testé plusieurs méthodes de résolution de systèmes d'équations différentielles, après comparaison des résultats obtenus par ces méthodes nous avons pu choisir une méthode qui présente le meilleur compromis : précision et rapidité. Dans la dernière partie, grâce aux amplitudes des mouvements du wagon obtenues dans différentes configurations de trafic, nous avons répondu aux questions :-Y a t-il un risque de collision du wagon entre la voûte du tunnel ? -Quels effets les amplitudes de ces mouvements auront-elles sur le confort des voyageurs ? -Peut-il se produire pour certaines vitesses de trafic des phénomènes de résonance?

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Crouzil, Alain. "Perception du relief et du mouvement par analyse d'une séquence stéréoscopique d'images." Toulouse 3, 1997. http://www.theses.fr/1997TOU30228.

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Abstract:

Ce travail se situe a la fois dans le cadre de la vision tridimensionnelle et de l'analyse du mouvement. La premiere partie est consacree a la reconstruction tridimensionnelle a partir d'un couple stereoscopique d'images. Apres avoir rappele les techniques relatives au calibrage d'un capteur stereoscopique binoculaire, nous proposons une mesure de correlation utilisant les vecteurs gradients des images afin de realiser une mise en correspondance dense. Puis, nous proposons une methode d'appariement stereoscopique qui se caracterise par une approche hierarchique avec une verification bi-directionnelle souple et par l'utilisation de la correlation des gradients. La deuxieme partie est consacree a l'analyse du mouvement tridimensionnel. Afin de realiser la mise en correspondance temporelle dans une sequence d'images, nous proposons d'etendre la methode d'appariement stereoscopique. Puis, nous decrivons la fusion des resultats temporels et stereoscopiques afin d'obtenir a tout instant, un ensemble de points 3d et leurs correspondants a l'instant suivant. Enfin, nous abordons le probleme d'estimation des parametres du mouvement d'un objet rigide en proposant une methode d'estimation de la transformation rigide 3d/3d qui combine les statistiques robustes et la contrainte de conservation des distances.

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Laveau, Nicolas. "Mouvement et video : estimation, compression et filtrage morphologique." Paris, ENMP, 2005. http://www.theses.fr/2005ENMP1346.

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Abstract:

Le travail de thèse porte sur les traitements des séquences vidéos et aborde successivement les grandes thématiques de la compression -estimation du mouvement, transformations temporelle et spatiale, quantification et codage des coefficients - ainsi que celle du filtrage spacio-temporelle et de la segmentation vidéo. Deux méthodes d'estimation du mouvement sont étudiées, l'une s'appuyant sur la projection de l'équation du flot optique sur une base d'ondelettes, l'autre sur la minimisation multi-échelle d'un champs exprimé selon un modèle bilinéaire par morceaux. Nous nous intéressons ensuite à l'adaptation d'un modèle d'allocation de débit conçu pour les images fixes au standard h263. Nous développons ensuite deux transformées en ondelettes par lifting, l'une pour le domaine spatiale, l'autre concue pour le champ de mouvement. Enfin, nous introduisons des éléments structurants qui s'adaptent au mouvement pour créer une morphologie mathématique 2d+t
This thesis deals with video sequences and successively focuses on the main themes of video compression - motion estimation, spatial and temporal transforms, coefficient quantization and coding - then on these of spatio-temporal filtering and video segmentation. Two motion estimation schemes are studied, one based on the projection of the optical flow equation on a wavelet basis, the other on the multiscale minimization of a motion field described by a piecewise bilinear model. We then focus on the adaptation of a rate allocation model developped for still images in the h263 standard. We develop two lifting-based wavelet transforms, one for the spatial domain, the other for the motion field. Lastly, we introduce structuring elements that follow the motion field to create a 2d+t mathematical morphology

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Hamonier, Julien. "Analyse par ondelettes du mouvement multifractionnaire stable linéaire." Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00753510.

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Abstract:

Le mouvement brownien fractionnaire (mbf) constitue un important outil de modélisation utilisé dans plusieurs domaines (biologie, économie, finance, géologie, hydrologie, télécommunications, etc.) ; toutefois, ce modèle ne parvient pas toujours à donner une description suffisamment fidèle de la réalité, à cause, entre autres, des deux limitations suivantes : d'une part le mbf est un processus gaussien, et d'autre part, sa rugosité locale (mesurée par un exposant de Hölder) reste la même tout le long de sa trajectoire, puisque cette rugosité est partout égale au paramètre de Hurst H qui est une constante. En vue d'y remédier, S. Stoev et M.S. Taqqu (2004 et 2005) ont introduit le mouvement multifractionnaire stable linéaire (mmsl) ; ce processus stochastique strictement α-stable (StαS), désigné par {Y(t)}, est obtenu en remplaçant la mesure brownienne par une mesure StαS et le paramètre de Hurst H par une fonction H(.) dépendant de t. On se place systématiquement dans le cas où cette fonction est continue et à valeurs dans l'intervalle ouvert ]1/α,1[. Il convient aussi de noter que l'on a pour tout t, Y(t)=X(t,H(t)), où {X(u,v)} est le champ stochastique StαS, tel que pour tout v fixé, le processus {X(u,v)} est un mouvement fractionnaire stable linéaire. L'objectif de la thèse est de mener une étude approfondie du mmsl, au moyen de méthodes d'ondelettes ; elle consiste principalement en trois parties. (1) On détermine de fins modules de continuité, globaux et locaux de {Y(t)} ; cela repose essentiellement sur une nouvelle représentation de {X(u,v)}, sous la forme d'une série aléatoire, dont on montre la convergence presque sûre dans certains espaces de Hölder. (2) On introduit, via la base de Haar, une autre représentation de {X(u,v)} en série aléatoire ; cette dernière permet la mise en place d'une méthode de simulation efficace du mmsl, ainsi que de ses parties hautes et basses fréquences. (3) On construit des estimateurs par ondelettes du paramètre fonctionnel H(.) du mmsl, ainsi que de son paramètre de stabilité α.

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Boubeker, Rabia. "La formation des structures équiaxes : mouvement des grains, croissance-refusion, conséquences sur les macroségrégations." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2004. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_2004_BOUBEKER_R.pdf.

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Abstract:

En vue d'améliorer les prédictions des hétérogénéités chimiques observées sur les lingots d'acier en fin de solidification, une étude numérique tenant compte du mouvement et de la croissance-refusion des grains équiaxes a été réalisée. Après une étude bibliographique sur la formation des grains équiaxes, une approche diphasique a été utilisée pour décrire la croissance et la refusion des grains globulaires en mouvement dans le liquide. Cette étude numérique a été implémentée dans le code SOLID. Le mouvement des grains est décrit dans un premier temps avec l'hypothèse que ces derniers se déplacent à la même vitesse que la phase liquide. Les résultats obtenus ont montré l'influence du mouvement et de la croissance et refusion des grains, surtout dans les zones surchauffées. . . Ensuite, nous avons tenu compte du mouvement propre des grains. Dans ce cas, une fraction solide de cohérence au-delà de laquelle les grains sont immobiles a été introduite. Cette étude a montré que la macroségregation finale est fortement dépendante de cette fraction de cohérence ainsi que de la densité de flux de fragments. Enfin, nous avons montré qu'il est possible d'ajuster les données d'entrée du modèle pour obtenir une bonne cohérence entre les résultats numériques et expérimentaux
In order to improve the predictions ofheterogeneitiesof composition observed on steel ingots at the end of solidification, a numerical study which takes into account the movement and the growth of equiaxed grains has been realized. After a bibliographic part related to the formation of the equiaxed grains, a diphasic approach has been adopted to describe the growth and the remelting of globular grains moving in the liquid bulk. This numerical study was implemented in the computer code SOLill. The movement of the grains has been described in a first part with the assumption that the grains move at the same speed than that of the liquid phase. The results obtained. " showed the influence of the movement and growth-remelting of the grains on solidification, especially in the evolution of the superheated zones. Then, we have taken into account the own movement of the grains which differs from that of the liquid phase. Ln this case, a solid fraction of coherence beyond which grains are imposed to be fixed has been introduced. This study showed that the final macrosegregation is strongly dependent on this fraction of coherency and on the flux density of fragments. Finally, we have demonstrated that it was possible to adjust the input data of the model in order to get a good agreement between the numerical and the experimental results

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Discours, Christophe. "Analyse du mouvement par mise en correspondance d'indices visuels." Phd thesis, Grenoble INPG, 1990. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00338382.

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Abstract:

Nous présentons un système de vision utilisant la mesure du mouvement pour extraire des informations tridimensionnelles. Ce système permet de fournir des indices 3-d a partir d'une séquence d'images. Il s'articule en trois modules qui peuvent fonctionner indépendamment: une technique d'extraction de segments de droite a partir d'une image de contours. La caractéristique principale de cette technique est d'utiliser un balayage simple de l'image. Elle est donc particulièrement destinée a être câblée et fonctionner en synchronisation avec le balayage vidéo; un suivi d'indices performant. Notre système est fonde sur l'utilisation d'un modèle des indices observes et d'un filtre de Kalman; une reconstruction de segments 3-d. Cette reconstruction, utilisant l'étiquetage de segments dans une séquence fourni par le suivi d'indices, est fonde sur l'utilisation des équations de la stereovision

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Louchet, Jean. "Identification de modèles physiques pour la synthèse d'images animées." Paris 5, 1996. http://www.theses.fr/1996PA05S004.

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Abstract:

Les modèles particulaires constituent une classe de modèles bien adaptée à la simulation de processus physiques et à la communication homme-machine à travers les canaux gestuel, visuel et auditif. Ils sont souvent utilisés en synthèse d'images animées pour modéliser les objets articulés ou déformables à partir de systèmes masses-liaisons. Cependant l'une des difficultés de leur application est le manque de méthodes de construction de modèles dont on puisse garantir des comportements réalistes, donc bases sur le comportement d'objets réels observés et le traitement de données expérimentales. Nous montrons comment, à partir des seules données géométriques issues de l'animation, il est effectivement possible de retrouver les valeurs des paramètres du modèle physique. Il est fait appel pour cela à une strategie d'évolution, méthode d'optimisation stochastique apparentée aux algorithmes génétiques. Celle-ci présente comporte plusieurs spécificités. D'une part, la fonction de coût à optimiser, qui represente l'écart entre le comportement du modèle et le comportement désiré, est decomposée en fonctions de coût locales, de façon à permettre à l'algorithme d'exploiter efficacement la topologie de l'objet. D'autre part, l'algorithme bénéficie de propriétés d'auto-adaptativité par adjonction à chaque individu de descripteurs des mutations, eux-mêmes soumis au processus évolutif. Des résultats expérimentaux sont présentés, notamment concernant le comportement de l'algorithme en présence de données bruitées. En complément, est présentée une approche possible pour la construction des données cinématiques d'entrée (séquences de positions de particules) à partir de séquences d'images naturelles. Le projet s'inscrit dans le cadre de la synthèse d'images animées réalistes, et introduit des techniques d'analyse du mouvement en termes physiques à partir de comportements réels observés ou mesurés. Il ouvre des applications dans des domaines variés : réalité virtuelle, communication homme-machine, simulation, robotique ou création artistique.

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Mejia, Nava Rosa Adela. "Contrôle de l'instabilité et des vibrations de la structure pour les charges non conservatrices." Electronic Thesis or Diss., Compiègne, 2020. http://www.theses.fr/2020COMP2577.

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Abstract:

Dans la première partie de cette thèse, nous étudions l'instabilité et le contrôle des vibrations des structures élancées sous des charges conservatrices. La première difficulté que nous étudions concerne le problème de l'instabilité géométrique non linéaire, illustrée par un treillis bas ou profond, voire une structure en portique. La stratégie de contrôle choisie considère l'ajout d'un amortissement à partir d'un amortisseur visqueux ou d'un dispositif à friction. Ce type de contrôle appartient au concept bien connu de passivité. Dans la deuxième partie de la thèse, nous proposons des procédures de résolution numérique pour résoudre des problèmes d'instabilité sous des charges conservatrices et non conservatrices. La procédure proposée est validée par rapport aux solutions analytiques et semi-analytiques disponibles pour certains cas académiques, précédemment étudiés dans les travaux classiques d'Euler et Bolotin. Dans la dernière partie de ce travail, nous explorons la stratégie de contrôle des phénomènes d'instabilité en ajoutant des amortisseurs visqueux. La procédure est illustrée pour une poutre fixe soumise à une charge de compression non conservatrice et à une petite perturbation transversale, toutes deux appliquées à l'extrémité libre de la poutre. Les détails des développements théoriques sont donnés en termes d'équations dynamiques non linéaires obtenues en utilisant le principe des travaux virtuels. Tous les modèles structuraux utilisés pour résoudre des problèmes plus complexes sont construits avec une approche numérique basée sur la méthode des éléments finis et des modèles de poutre géométriquement exacts capables de décrire des rotations finies. Il est également montré que les modèles proposés peuvent gérer avec succès un grand mouvement global sous instabilité statique et dynamique (ou flottement) sous des charges conservatrices et non conservatrices. Différentes simulations numériques sont présentées pour illustrer les performances des modèles géométriquement exacts proposés dans cette thèse
In the first part of this thesis we study the control of instability and vibrations of slender structures under conservative loads. The first difficulty we study pertains to nonlinear geometric instability problem, asillustrated with a deep and a shallow truss, or yet a frame structure. The corresponding control strategy considers adding damping from either a viscous damper or a friction device. This kind of control belongs to the well-known concept of passivity. In the second part of the thesis we propose numerical solution procedures for solving the instability problems under both conservative and non-conservative loads. The proposed procedure is validated against the known analytical and semianalytic solutions when available for few academic cases, previously studied in classical works by Euler and by Bolotin. In the last part of this work, we explore the control strategy of instability phenomena by adding viscous dampers. The procedure is illustrated for a cantilever beam under a non-conservative compressive load and a small transverse disturbance both applied at the free end of the cantilever. The details of theoretical developments are given in terms of the non-linear dynamical equations obtained by using the principle of virtual work. All the structural models used for solving more complex problems are built with a numerical approach based upon the finite element method and the geometrically exact beam models capable of describing finite rotations. It is show as well that the proposed models can successfully handle large overall motion under static and dynamic instability (or utter) under both conservative and non-conservative loads. Different numerical simulations are presented in order to illustrate the performance of the geometrically exact models proposed in this thesis

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Coppin, Olivier. "Modélisation et simulation du mouvement naturel humain : validation expérimentale et application au bras." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1992. http://www.theses.fr/1992ECAP0237.

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Abstract:

Cette étude s'insère dans le cadre du projet FAERIE qui a pour but la réalisation d'une fonction d'ergonomie physiologique dans un système C. F. A. O. Cette fonction vise à simuler le comportement de l'Homme dans son environnement. L'un des principaux aspects du comportement est le mouvement. La présente étude analyse les différents problèmes liés au mouvement et propose une approche originale. L'accent est mis sur la réalisation d'un mouvement et particulièrement sur le délicat problème du naturel. Les différents modèles utilisés sont présentés et les conditions de leur généralisation sont étudiés. L'aboutissement de cette approche est une synthèse du mouvement naturel. La génération de mouvement constitue la base de l'outil d'évaluation ergonomique proposé. Il est alors possible d'évaluer les dépenses musculaires, energétiques,. . . Qui sont nécessaires à l'exécution d'un mouvement. Des notions telles que la fatigue et le confort peuvent être appréhendées. Une attention particulière a été portée sur la facilité d'utilisation de la fonction réalisée. Son emploi ne doit pas requérir de connaissances ergonomiques particulières. L'intégration de cet outil au système C. F. A. O constitue alors un atout majeur pour la prise en compte des contraintes ergonomiques pendant la conception.

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Petelet, Matthieu. "Analyse de sensibilité globale de modèles thermomécaniques de simulation numérique du soudage." Dijon, 2007. http://www.theses.fr/2007DIJOS060.

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Abstract:

La démarche actuelle de simulation numérique d'une opération de soudage (SNS) concernant la définition du modèle mécanique consiste à utiliser au mieux des connaissances, les paramètres matériau et à utiliser le modèle qui semble le plus adapté à la situation. Cette démarche comporte un impondérable de taille : les données du matériau sont toujours incomplètes ! Ainsi, cette manière de procéder admet, omet ou ne��glige l'influence de la méconnaissance des paramètres du modèle sur le résultat de la simulation. Dans ce cas quelle pertinence, quelle fiabilité peut on accorder au modèle ? Cette thèse propose d'apporter les éléments permettant de lever ce verrou et de les appliquer à des cas concrets de simulation du soudage. La détermination des paramètres influents sera réalisée par une analyse de sensibilité globale. Pour la mettre en oeuvre, des expériences numériques de soudage sont planifiées, couvrant l'espace matériau des aciers où toutes les propriétés du matériau varient à la fois. La méthodologie de l'analyse de sensibilité globale permet alors d'identifier les propriétés du matériau les plus influentes sur la variabilité des sorties du code de calcul (contraintes et distorsions). La méthodologie d'analyse de sensibilité globale, totalement innovante en SNS, a démontré la possibilité de réduire la phase d'identification aux seuls paramètres importants et de quantifier les effets des variables d'entrée sur le résultat du calcul. Ainsi, l'analyse de sensibilité apporte des réponses à quelques questions fréquemment posées en SNS : Quelles propriétés du matériau doivent être mesurées avec précision et lesquelles peut-on se contenter de prendre dans la littérature ?
Current approach of most welding modellers is to content themselves with available material data, and to chose a mechanical model that seems to be appropriate. Among inputs, those controlling the material properties are one of the key problems of welding simulation: material data are never characterized over a sufficiently wide temperature range! This way to proceed neglect the influence of the uncertainty of input data on the result given by the computer code. In this case, how to assess the credibility of prediction? This thesis represents a step in the direction of implementing an innovative approach in welding simulation in order to bring answers to this question, with an illustration on some concretes welding cases. The global sensitivity analysis is chosen to determine which material properties are the most sensitive in a numerical welding simulation and in which range of temperature. Using this methodology require some developments to sample and explore the input space covering welding of different steel materials. Finally, input data have been divided in two groups according to their influence on the output of the model (residual stress or distortion). In this work, complete methodology of the global sensitivity analysis has been successfully applied to welding simulation and lead to reduce the input space to the only important variables. Sensitivity analysis has provided answers to what can be considered as one of the probable frequently asked questions regarding welding simulation: for a given material which properties must be measured with a good accuracy and which ones can be simply extrapolated or taken from a similar material?

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Brocail, Julien. "Analyse expérimentale et numérique du contact à l'interface outil-copeau lors de l'usinage à grande vitesse des métaux." Valenciennes, 2009. http://ged.univ-valenciennes.fr/nuxeo/site/esupversions/6c282378-ea86-4bf0-8c06-48498e37e0da.

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Abstract:

L'étude porte sur la caractérisation de l'interface outil-copeau lors de l'usinage à grande vitesse des métaux. Des études récentes montre que la modélisation de l'usinage grande vitesse nécessite la détermination d'une loi d'interface tenant compte des paramètres de contact (la pression de contact, la vitesse de glissement et la température d'interface) pour décrire plus précisément les paramètres du procédé (les efforts de coupe et la forme du copeau). Des essais de caractérisation basse vitesse, reproduisant les conditions mécaniques et thermiques du contact en pointe de l'outil lors d'une opération d'usinage grande vitesse, sont réalisés avec le test de compression-translation. Le banc a été adapté pour permettre une étude thermomécanique du contact. De nouveaux lopins et de nouveaux contacteurs ont permis de répondre aux exigences de cette étude. Une loi d'interface, dépendante de la pression de contact, de la vitesse de glissement et de la température d'interface a été définie pour le couple tribologique acier AISI 1045 / Carbure non revêtu. Cette loi implémentée dans un modèle numérique de la coupe orthogonale (développé sur Abaqus) offre des améliorations intéressantes. Une étude de sensibilité, menée avec ce modèle, a permis de déterminer les tolérances maximales d'identification des paramètres rhéologiques de la loi de Johnson-Cook, ou des paramètres de contact. Des expériences réalisées sur les aciers AISI 1045 et AISI 304L ont permis de déterminer les paramètres thermiques de contact tels que le coefficient de partage  et la résistance thermique de contact RTC. Le modèle numérique du test montre l'influence de ces paramètres sur le coefficient de frottement
The study relates to the characterization of the tool-chip interface during the high-speed machining of metals. The existing numerical approaches do not generate good correlations of the process variables, such as the cutting forces and the shape of the chip. Recent studies show that the determination of an interfacial law according to the contact parameters (contact pressure, sliding velocity and interfacial temperature) is necessary to describe more precisely the process parameters. Experiments were carried out on the upsetting sliding test that reproduces the mechanics and thermals contact conditions of the HSM process at the tool tip. This specific device has been adapted and the antagonists have been modified for this study. A friction law according to the contact pressure, the sliding velocity, and the interfacial temperature was defined for the tribological system AISI 1045 steel / uncoated carbide. This law implemented in a numerical model of orthogonal cutting (developed in Abaqus) offers interesting improvements

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Aheto, Kouassivi. "Conception et analyse non linéaire des oscillateurs à quartz ultrastables." Besançon, 1990. http://www.theses.fr/1990BESA2048.

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La connaissance de quelques paramètres de l'élément actif (amplificateur), du résonateur à quartz et du circuit, permet aujourd'hui de concevoir à l'aide de programmes, des oscillateurs ultrastables. A l'aide du logiciel CODA (Computer-Aided Design and Analysis) nous avons pu concevoir quelques oscillateurs (Pierce, Colpitts, Colpitts à inversion d'impédance, Butler, oscillateur différentiel, oscillateur à portes). Les mesures de stabilité effectuées sur ces oscillateurs ont permis de montrer que les performances obtenues sont conformes aux prévisions du programme. Nous présentons également quelques méthodes d'analyse non linéaire (méthode des paramètres Y, méthode structurée) que nous avons essentiellement appliquées à un pilote de type Colpitts

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Marzani, Franck. "Contribution à l'analyse et au suivi du mouvement humain sans marqueur." Dijon, 1998. http://www.theses.fr/1998DIJOS008.

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Abstract:

Le travail présenté dans ce mémoire est l'étude de la faisabilité d'un système d'analyse du mouvement humain, sans pose de marqueurs sur le sujet avant expérience. Le traitement que nous proposons consiste tout d'abord à acquérir une séquence d'images synchronisées par un système multi-cameras calibré. Cette séquence reproduit le mouvement d'un être humain. Le premier traitement appliqué à chacune de ces images est le calcul d'un champ de vecteurs de déplacement apparent. Ceux-ci sont obtenus par une méthode d'estimation de mouvement dans laquelle une transformée de Fourier à fenêtre glissante est utilisée afin de rendre adaptative la contrainte de lissage. Une extraction de lignes de crête est ensuite appliquée aux images de norme du champ de vecteurs de vitesse. L'étape suivante consiste à ajuster un modèle articulé 2D à base de superquadriques pincées sur les lignes de crête par une technique de classification floue. Pour chaque instant d'acquisition, la position du modèle précédant dans les référentiels liés aux cameras permet de reconstruire la position d'un modèle humain articule 3D associé, à base de superquadriques pincées a sections circulaires. Des contraintes spatiales ainsi qu'une phase de prédiction permettent d'assurer une certaine cohérence au modèle 3D. Finalement, la méthodologie est appliquée au mouvement d'une jambe au cours de la marche. Une synthèse des résultats ainsi qu'une discussion sont présentées avant la conclusion.

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Leclercq, Edouard. "Vision artificielle par modules bio-fondés spécifiques : forme et mouvement." Le Havre, 1999. http://www.theses.fr/1999LEHA0001.

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Abstract:

Ce rapport concerne un système de vision artificielle par modules inspires du modèle de vision biologique. Les fonctions de ce système sont ciblées sur la détection de forme et du mouvement d'objets dits synthétiques au sein d'une séquence d'images. Ce système fait appel à des notions de neurocybernétique, c'est-a-dire des notions de neurophysiologie de l'œil couplées à l'informatique. La rétine constitue la référence de base du modèle présenté. Certaines caractéristiques de ce capteur ainsi qu'un type de cellule du cortex visuel primaire sont une source d'inspiration. Deux aspects sont à retenir, l'aspect structurel et l'aspect fonctionnel du modèle. Concernant le premier aspect, le modèle est base sur la notion de pyramide gaussienne permettant de reproduire le principe de multi résolutions. Ce principe est utilisé afin de reproduire la variation d'acuité au sein de la rétine et de modéliser les champs réceptifs des cellules rétiniennes impliquées. Quant à cette structure, de nouveaux filtres performants ont été implémentés. L'aspect fonctionnel présente une architecture hiérarchisée compose de cinq niveaux qui remplissent chacun une fonction spécifique, de l'acquisition d'image jusqu'à l'intégration du mouvement en passant par l'extraction de contours, l'extraction de verticales et la détermination du sens du mouvement. Ces différents niveaux sont constitués de cellules spécifiques inspirées de celles de la rétine et du cortex. Une application relative au suivi d'objet mobile à l'aide d'un globe oculaire est développée. Cette application met en oeuvre la partie traitement du modèle présenté, partie implémentée sur un réseau de transputers T805 suivant une architecture SIMD. Les résultats concernant la détection d'objet ainsi que la détermination du mouvement sont obtenus a l'aide des cellules spécifiques.

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Gareau, Alain. "Utilisation des systèmes de particules pour la simulation de phénomènes naturels : présentation d'une architecture permettant l'intégration de systèmes animés hétérogènes." Lyon 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LYO10089.

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Abstract:

Les systemes permettant la simulation de phenomenes naturels se sont rapidement transformes en systemes a effets speciaux inseres dans des sequences reelles. En utilisant une architecture appropriee, nous montrons qu'il est possible de faire interagir automatiquement dans un meme systeme des objets de types differents (geometriques purs, rigides, deformables, naturels,), et que les effets speciaux peuvent etre vus comme des objets classiques de l'animation. Pour cela, l'architecture doit controler les differents objets de facon unifiee. Nous avons ete conduit a faire les choix suivants: ? utiliser un modele agent pour la representation des objets, ? faire communiquer les agents par envois de messages, ? utiliser la notion de force comme moyen d'interaction unique. Une plate-forme de test a ete realisee et a montree l'utilisabilite d'un systeme de ce type (performances, souplesse, robustesse). Notre objectif etant la simulation de phenomenes naturels nous avons etudie plus particulierement les systemes de particules car ils sont tres bien adaptes a ce type de simulations. Un agent de ce type a ete cree permettant d'obtenir: des nuages, la pluie, des objets fortement deformables pour tester les interactions avec des objets plus classiques (rigides), nous avons cree l'agent de type objet rigide. Ce travail a montre qu'il est possible d'integrer differents types de modeles animes dans un meme systeme. Il suffit que l'on soit capable de fournir pour chacun une interface unifiee qui utilise des forces pour les interactions. Ceci permet de mettre en commun les nombreux moteurs realises pour creer des scenes complexes tout en gardant une architecture simple

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Pierreval, Henri. "Analyse, modélisation et simulation des systèmes de production : application au cas d'une fonderie." Lyon 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LYO19029.

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Abstract:

La complexité des systèmes de production impose un cadre conceptuel et des outils adaptés à leurs spécificités. L'emploi de SADT et d'extensions de cette méthode est proposé, d'abord dans le cas général, puis pour le cas particulier de la simulation. Les principaux traits des modèles pour l'évaluation des systèmes de production sont introduits. La notion de modèle intermédiaire est définie et illustrée. La démarche méthodologique, et les outils nécessaires pour la mise en place de simulations sont exposés. Une place importante est attribuée à l'animation graphique. Le rôle des systèmes experts en simulation est déterminé; l'attention est portée sur leur apport pour la modélisation des activités décisionnelles en temps réel. Un processeur logique, basé sur GOSSEYN a été mis au point pour ce propos. Les différentes approches proposées sont illustrées par le cas de l'analyse, de la modélisation, et de la simulation avec SLAM des ateliers de fonderie de RVI à Vénissieux.

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Gao, Yan. "Analyse modale et sous-structuration tridimensionnelle : application aux ponts thermiques." Lyon, INSA, 2005. http://www.theses.fr/2005ISAL0005.

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Abstract:

Le premier chapitre aborde une des technique possible pour obtenir un modèle d'ordre réduit : l'identification. Cette technique semble bien maîtrisée et est illustrée par l'exemple d'un pont thermique représentatif d'un coin 3D d'un bâtiment qui est un cas de référence pour les calcul numériques tri-dimensionnels et qui est parfaitement décrit dans la norme européenne EN ISO 10211-1. Le deuxième chapitre concerne l'application des méthodes de réduction aux transferts thermiques à travers les éléments d'enveloppe des bâtiments et plus particulièrement les ponts thermiques. Après dicrétisation spatiale du problème conductif et linéarisation des échanges convectifs et radiatifs, un modèle d'état de grande dimension est obtenu, il est nécessaire d'obtenir un modèle d'état de taille réduite pour bien représenter les relations " entrées/sorties " (flux conduits dus aux sollicitations en température, par exemple). Le troisième chapitre est consacré à la mise en œuvre des technique de réduction présentées au chapitre précédent et les résultats sont comparés à ceux d'une expérimentation en vraie grandeur disponible au laboratoire. Dans le dernier chapitre nous proposons une nouvelle méthode permettant la prise en compte, dans les code de calcul consacrés à la simulation du comportement thermo-aéraulique des bâtiments, du surplus de flux engendré par les ponts thermiques. En effet la plupart de ces codes de calcul ne considèrent que les flux traversant la partie courante des murs constituant l'enveloppe du bâtiment et ne traite la conduction qu'en unidirectionnel. Le modèle proposé par le candidat permet de combler cette lacune
[. . . ]. Even for some that do account for the deficiency, the transient behavior of thermal bridge is almost never taken into account in transient state approach. To make up (compensate) this shortcoming, in this theses, we propose and model multi-dimensional heat transfer in building components by state-space methods and solve its order-reduced by different ways to get a simplified model. Furthermore, a thermal bridge additional heat loss model was proposed and implanted this model into thermal simulation code to satisfy our demands for simulation. Firstly, induced the state-space model, and constructed heat transfer equation for thermal bridge by spatial discritation. Then, a ‘generator’ which can directly create the mathematic expression after the data physical and geometric for problem analyzed were input. Secondly, two methods for simplifying high-order model were used, transfer-function method from multi-dimensional state-space model and sub-space identification method. Then, reduced model is used for solving the high-order problem and a modal equilibrated was also proposed for efficient calculation. Compared among three reduced model method, realized equilibration method (Moore method) is accepted and suggested for getting low-order model. The results were validated through experimental data. The conception of thermal bridge additional heat loss matrix was proposed to deal with thermal calculation for thermal bridge in the code modeled heat transfer in un-dimensional. By this way, thermal bridge heat loss can be included and coupled with entire building thermal dynamic process. At the last, thermal bridge additional heat loss low-order model was implanted and connected in simulation code TRNSYS. Building simulation was realized in complex thermal phenomenon coupling with thermal equipment with heat bridge consideration

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Riyanto. "Simulation, optimisation, et analyse de performances pour les systèmes industriels d'acquisition d'images." Toulouse, INPT, 1997. http://www.theses.fr/1997INPT107H.

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Abstract:

Le systeme d'acquisition d'images est un element crucial dans un systeme de vision par ordinateur. Meilleures seront les images obtenues, meilleurs seront les resultats des algorithmes de traitement d'images. Ce memoire presente une etude approfondie sur les systemes d'acquisition d'images utilises dans un contexte industriel dans le but d'evaluer leur performance et de proposer des voies d'amelioration. L'etude est divisee en trois parties : la premiere partie realise une etude theorique de ces systemes. Une modelisation complete du processus de la formation d'images est proposee. La deuxieme partie propose l'utilisation de ce modele sous forme d'un simulateur. La mesure de performance d'un systeme d'acquisition en terme de la qualite de l'eclairage et des images obtenues est introduite. Utilisant la methode de monte carlo pour simuler les perturbations aleatoires des parametres de ce systeme, les parametres critiques peuvent ainsi etre determines. La troisieme partie propose un outil d'optimisation des parametres d'eclairage par une approche semi-automatique. Il est base sur la resolution de problemes d'optimisation non lineaires avec contraintes utilisant la methode sqp (sequential quadratic programming).

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Ambroise, Dominique. "Marrella ou la simulation guidée par les structures d'évènements premières." Paris 11, 2001. http://www.theses.fr/2001PA112309.

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Abstract:

Cette thèse se situe dans le domaine de l'algorithmique événementielle discrète, et plus précisément dans le cadre de la vérification, par simulation, de l'algorithmique répartie sur réseau. Pour cela, on construit un système de transitions, un graphe étiqueté, représentant toutes les évolutions possibles de l'algorithme sur lequel sont vérifiées les propriétés attendues, approche connue sous le nom de model-checking. Mais cette construction se heurte à un écueil : le phénomène d' "explosion combinatoire du graphe", explosion due à l'indéterminisme (lié à l'asynchronisme des communications) et à l'indépendance (multipliant les entrelacements d'actions). Pour remédier à ce problème nous proposons deux stratégies de parcours efficaces fondées sur les propriétés des structures d'événements premières. La première, appelée Stratégie Arborescente recouvre le graphe par un arbre, évitant de reconstruire plusieurs fois un même état. La seconde, la Stratégie CoMax, couvre le graphe par un parcours partiel obtenu en exécutant "en parallèle" un ensemble maximal d'événements concurrents (i. E. Indépendants), parcours préservant la possibilité d'observer les propriétés stables. Nous montrons qu'une vaste classe d'algorithmes répartis engendrent des systèmes de transitions acycliques restreints (ou treillis bourgeonnants) que l'on sait associer à une structure d'événements. Nous pouvons alors appliquer nos stratégies à ces algorithmes. Ce travail théorique trouve son aboutissement dans un outil concret, le simulateur Marrella, développé pour mettre en oeuvre nos stratégies et évaluer leurs performances face aux procédés de réduction déjà connus, en particulier les méthodes d'ordre partiel de Godefroid et Wolper, Valmari. . .
This report deals with algorithms applied to distributed systems, and more precisely with verification by simulation of distributed algorithms running on asynchronous networks. We use the model-checking approach : desired properties are checked on a graph that represents the whole set of executions of the system. It is well known that the main difficulty arises in the huge number of nodes of the graph. This is inherently connected to concurrency and non-determinism due to asynchronous communications. To cope with that problem, we propose two strategies the efficiency of which is due to the underlying model, that is prime event structures with binary conflicts. The first algorithm covers the graph by a tree; it is economic in the consideration that any state is constructed exactly once. The second algorithm, called CoMax, does not cover the graph but constructed a number of nodes that is sufficient for the detection of desired properties; it works by executing at once as many concurrent events that possible. We moreover show that this may be applied to a large class of distributed algorithms. The theoretical part of the work ends up in a concrete tool, our simulator Marrella, that has been developed in order to observe our strategies and to test their performances. The comparison of Marrella with other tools using known strategies technique is in favor of Marrella

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Gagnon, Louis. "Calcul de la résistance aérodynamique d'un véhicule muni de pièces en mouvement." Thesis, Université Laval, 2010. http://www.theses.ulaval.ca/2010/27288/27288.pdf.

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Lesaffre, Françoise. "Formation d'agrégats d'aérosols : expériences, analyse fractale et simulations." Paris 7, 1990. http://www.theses.fr/1990PA077244.

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Abstract:

La diffusion multiple de la lumière sur un objet dépend essentiellement de sa morphologie. Les aérosols solides forment des amas aux reliefs parfois très tourmentes. Il faut donc comprendre les phénomènes d'agglomération qui vont entraîner leur formation. C'est ce à quoi nous nous sommes attachés dans la présente étude. Le corps choisi comme produit-test est le tétrachlorure de titane. L'étude va s'organiser autour d'un axe constant : caractériser l'agglomération, en essayant de découvrir les paramètres qui l'influencent. On en fait varier deux dans les expériences : l'hygrométrie et la vitesse de dispersion du produit. Le montage expérimental permet des prélèvements à des temps différents, qui sont ensuite observés en microscopie électronique à balayage, puis traités en analyse d'images. Lors de cette dernière étape, nous déterminons la dimension fractale des amas du prélèvement. Nous observons une décroissance de celle-ci lorsque l'hygrométrie diminue. Nous avons essayé d'interprêter ce résultat en effectuant des simulations numériques d'un nuage de particules en expansion. Les amas résultants de ces simulations ont une dimension fractale comparable aux valeurs expérimentales (environ 1,7) pour les fortes hygrométries. Les effets de l'expansion se limitent à diminuer la taille moyenne des amas sans changer leur dimension fractale. C'est un résultat important puisqu'il montre que la structure microscopique des amas n'est pas affectée par la vitesse d'expansion. Mais le problème de ce qui arrive à faible hygrométrie demeure. L'hypothèse que nous proposons est que les charges électrostatiques peuvent jouer un rôle important dans le phénomène, attendu que des travaux précédents montrent que la dimension fractale diminue lorsqu'on introduit des forces électrostatiques dans les simulations.

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Durieux, Séverine. "Analyse de performance par simulation et conception de systèmes de production robustes." Clermont-Ferrand 2, 2003. http://www.theses.fr/2003CLF21444.

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Abstract:

La simulation des flux tient, dans les études de conception de systèmes une place prépondérante. Cependant, la plupart des études ne prend en compte qu'un contexte donné (i. E. Un environnement). Or, cet environnement peut changer. Ainsi, les très bonnes performances obtenues sur un environnement peuvent être détériorées si celui-ci évolue. Il est donc important de prendre en compte ces changements éventuels lors de l'évaluation des solutions, pour concevoir des systèmes performants et robustes. Dans ce travail, nous nous intéressons à la notion de robustesse, présentons plusieurs approches de la littérature, leurs intérêts et leurs limites. Nous proposons un cadre conceptuel et une démarche méthodologique pour aborder ce type d'étude. Nous suggérons l'utilisation de plusieurs autres méthodes comme les treillis de Galois ou l'analyse de risque ainsi qu'une nouvelle approche basée sur des courbes de références. Enfin, plusieurs applications industrielles illustrent ces approches

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Buco, Jasmin. "Analyse et modélisation du comportement mécanique des conduites enterrées." Lyon, INSA, 2007. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2007ISAL0028/these.pdf.

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Abstract:

La pérennité des conduites enterrées est devenue la préoccupation majeure des gestionnaires des réseaux d’assainissement urbains. La compréhension des mécanismes de détérioration de ces ouvrages est un préalable à une amélioration aussi bien de leur conception ou des pratiques d’installation que de leur gestion optimale. Dans ce contexte, la démarche adoptée consistait d’abord à identifier de tels mécanismes, par une analyse statistique des désordres observés sur le réseau du Grand Lyon, puis d’en donner une description en utilisant un modèle numérique tridimensionnelle d’une conduite enterrée. Ce modèle a été construit de manière à intégrer l’ensemble des composantes gouvernant le comportement de la conduite et en particulier le joint. Le comportement mécanique de ce dernier, n’étant pas connu, a fait l’objet d’une caractérisation mécanique par des essais en laboratoire sur des conduites réelles
As a consequence of their aging, the performance of buried pipes has become a major concern for the urban sewer systems managers. Improvement of both the pipe design and its installation conditions or a more efficient management requires first a comprehension of phenomena that lead to pipe deterioration. This research starts a new long-term and multidisciplinary topic where the study of the structural pipe degradation in relation with soil condition represents only one part of the whole extent. Within this context, our approach consists in first identifying such phenomena, then describing their effects on sewers. This PhD thesis is composed of three different parts. In the first part, a statistical analysis of failures affecting the Greater Lyon sewer network and the factors that are likely to make them appear is achieved in order to determine in what circumstances these failures occur. It is then possible to identify some of the mechanical processes that may generate the pipe deficiencies. It appears that the phenomena identified as having a major influence on the pipe behaviour are completely ignored by the current design standards. The second part is dedicated to the experimental characterization, via laboratory tests, of the mechanical behaviour of the most unknown part of the sewer pipe: the joint. A rheological model of its behaviour under three types of loading is developed so that it can be easily adapted to all kinds of joint with rubber gaskets. The last part regards a numerical 3D modelling of a trench and a pipe which includes all the major parameters having a significant influence on the pipe behaviour. A numerical representation of the joint is based on the lab test results, while the rest of the model is validated with the results from the literature. This numerical modelling is then used to investigate the influence of the soil variability within the trench, particularly focusing on the longitudinal pipe behaviour

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Dissertations / Theses on the topic 'Analyse du mouvement – Simulation par ordinateur'

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