Dissertations / Theses: 'Couplage hybride'

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Etancelin, Jean-Matthieu. "Couplage de modèles, algorithmes multi-échelles et calcul hybride." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENM072/document.

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Abstract:

Dans cette thèse nous explorons les possibilités offertes par l'implémentation de méthodes hybrides sur des machines de calcul hétérogènes dans le but de réaliser des simulations numériques de problèmes multiéchelles. La méthode hybride consiste à coupler des méthodes de diverses natures pour résoudre les différents aspects physiques et numériques des problèmes considérés. Elle repose sur une méthode particulaire avec remaillage qui combine les avantages des méthodes Lagrangiennes et Eulériennes. Les particules sont déplacées selon le champ de vitesse puis remaillées à chaque itération sur une grille en utilisant des formules de remaillage d'ordre élevés. Cette méthode semi-Lagrangienne bénéficie des avantages du maillage régulier mais n'est pas contrainte par une condition de CFL.Nous construisons une classe de méthodes d'ordre élevé pour lesquelles les preuves de convergence sont obtenues sous la seule contrainte de stabilité telle que les trajectoires des particules ne se croisent pas.Dans un contexte de calcul à haute performances, le développement du code de calcul a été axé sur la portabilité afin de supporter l'évolution rapide des architectures et leur nature hétérogène. Une étude des performances numériques de l'implémentation GPU de la méthode pour la résolution d'équations de transport est réalisée puis étendue au cas multi-GPU. La méthode hybride est appliquée à la simulation du transport d'un scalaire passif dans un écoulement turbulent 3D. Les deux sous-problèmes que sont l'écoulement turbulent et le transport du scalaire sont résolus simultanément sur des architectures multi-CPU et multi-GPU
In this work, we investigate the implementation of hybrid methods on heterogeneous computers in order to achieve numerical simulations of multi-scale problems. The hybrid numerical method consists of coupling methods of different natures to solve the physical and numerical characteristics of the problem. It is based on a remeshed particle method that combines the advantages of Lagrangian and Eulerian methods. Particles are pushed by local velocities and remeshed at every time-step on a grid using high order interpolation formulas. This forward semi-lagrangian method takes advantage of the regular mesh on which particles are reinitialized but is not limited by CFL conditions.We derive a class of high order methods for which we are able to prove convergence results under the sole stability constraint that particle trajectories do not intersect.In the context of high performance computing, a strong portability constraint is applied to the code development in order to handle the rapid evolution of architectures and their heterogeneous nature. An analysis of the numerical efficiency of the GPU implementation of the method is performed and extended to multi-GPU platforms. The hybrid method is applied to the simulation of the transport of a passive scalar in a 3D turbulent flow. The two sub-problems of the flow and the scalar calculations are solved simultaneously on multi-CPU and multi-GPU architectures

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Abid, Ines. "Plasmonique hybride : propriétés optiques de nanostructures Au-TMD, couplage plasmon-exciton." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30333/document.

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Abstract:

Récemment, la famille des dichalcogénures de métaux de transition (TMDs) (MoS2, WS2, MoSe2...) a suscité l'intérêt de nombreuses équipes de recherche en raison de leurs propriétés optiques, électroniques et spintroniques exceptionnelles. Ma thèse est centrée sur l'association de monocouches de TMDs à des nano-structures plasmoniques. Ces dernières apportent une exaltation des propriétés d'absorption, de diffusion et d'émission optiques qui peuvent être mises à profit dans divers domaines d'applications tels que l'opto-électronique, la photo-catalyse ou les capteurs. Dans une première partie je me suis intéressée à l'interaction plasmon-exciton dans des systèmes hybrides constitués de couches de MoSe2 élaborés par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) et transférées sur les nanodisques d'or. La résonance plasmon est contrôlée par le diamètre et la séparation entre les nano-disques. Grâce à des mesures de transmission optique et de photoluminescence, et à une analyse détaillée des réponses spectrales basée sur un modèle analytique et des simulations numériques, j'ai mis en évidence un couplage de type Fano entre les plasmons de surface des nanodisques et les transitions excitoniques de MoSe2. J'ai étudié la dépendance de ce couplage en fonction de la taille des disques, du nombre de monocouches de MoSe2 déposées et aussi en fonction de la température. Une analyse quantitative des résultats a été menée en simulant numériquement non seulement le champ local plasmonique mais aussi son couplage avec le moment dipolaire des transitions excitoniques. Pour compléter l'exploration des propriétés optiques du système MoSe2@Au, je me suis intéressée à la diffusion Raman dans des conditions d'excitation résonante et non-résonante de la transition hybride plasmon-exciton. L'idée principale étant que la résonance plasmonique apporte une exaltation de la diffusion Raman par effet SERS (Surface Enhanced Raman Scattering) tandis que les transitions excitoniques contribuent par l'effet Raman résonnant. Cette combinaison des résonances plasmonique et excitonique conduit à un effet SERS résonant. J'ai ainsi pu distinguer les contributions relatives de ces deux résonances, notamment grâce à l'imagerie confocale de la diffusion Raman. J'ai également montré que, dans ces conditions d'excitation résonnante de la transition plasmon-exciton, un phénomène d'hyperthermie a lieu. la modélisation par simulation numérique du champ proche optique et de la diffusion Raman a été utile pour comprendre les principaux facteurs limitatifs de l'exaltation Raman. Ensuite, la couche de MoSe2 a été utilisée comme substrat de nanoparticules d'Au. Les mesures de photoluminescence ont révélé une extinction quasi-totale de l'émission de la photoluminescence. Afin d'expliquer ce phénomène, deux possibilités ont été discutés : (i) le passage de la structure de bande électronique de la couche de TMD d'un semiconducteur à gap direct à indirect à cause de la contrainte imposée par les nanoparticules d'Au (ii) le désordre structural dû au dépôt des nanoparticules d'Au (iii) le transfert des porteurs photo- générés du semiconducteur vers le métal. Grâce aux mesures Raman, et à l'émission radiative des nanoparticules d'Au, j'ai mis en évidence un phénomène de transfert de charges entre le semi conducteur et le métal. Pour compléter les interprétations proposées, j'ai mené une étude comparative avec les propriétés optiques de couche de TMD couvertes \nolinebreak de silice. Ce travail de thèse a été mené au sein du groupe NeO du CEMES et dans le cadre d'une collaboration avec le groupe du Professeur Jun Lou de l'université de Rice à Houston
Transition metal dichalcogenide materials (TMDs) are increasingly gaining attention, due to their unique optical, spintronic, and electronic properties. These properties result from the ultimate confinement in 2D monolayers of a direct band-gap semiconductor and the lack of inversion symmetry in the crystallographic structure. To control and enhance the optical response of these materials, it is interesting to integrate them with plasmonic nano-resonators. The TMDs/plasmonic hybrid systems have been extensively studied for plasmon-enhanced optical signals, photocatalysis, photodetectors, and solar cells. In this context, this thesis deals with the interaction between TMD monolayers and gold nanostructures. In a first part, an hybrid system composed of CVD grown MoSe2 monolayers transferred on gold nanodisks was studied. Surface plasmon resonance was tuned by controlling the nanodisks size and the inter-disks separation. The optical properties of the nanostructures are probed by means of spatially resolved optical transmission and photoluminescence spectroscopies. Fano-type coupling regime between the surface plasmon of the gold nanodisks and the MoSe2 exciton was evidenced by a quantitative analysis of the optical extinction spectra based on an analytical model. Our interpretations were supported by numerical simulations. The number of MoSe2 monolayer dependence as well as the Temperature dependence of the plasmon-exciton interaction was investigated. Our results were quantatively analysed on the nanometric scale by studying the local electromagnetic near-field and the excitonic transition dipole momentum interaction. Furthermore, the Raman scattering of MoSe2@Au system was carried out. A particular situation was investigated where a resonant interaction between the surface plasmon of nanodisks and A exciton of v occur. The contribution of these two resonances leads to a resonant surface enhanced Raman scattering (SERRS) effect. The Raman Scattering excitation is selected to resonantly excite the Surface Plasmon resonance and MoSe2 excitonic transition simultaneously. The relative contribution of the surface Plasmon and the confined exciton to the resonant Raman scattering signal is pointed out. In this resonant condition, a hyperthermia effect was detected. Numerical simulations of the SERS gain were useful to figure out the main factors affecting the SERS intensity enhancement in MoSe2@Au. In a second part, the TMD monolayer was used as a substrate of Au nanoparticles. Au nanoislands were deposited on mono- and few-layered MoSe2 flakes. Photoluminescence (PL) measurements revealed a net quenching of the MoSe2 photoluminescence. To figure out the origin of this quenching three possibilities were discussed (i) the charge transfer between the TMD monolayer and the Au particles (ii) the direct to indirect gap transition of the TMD electronic band structure caused by the strain induced by the metal deposition (iii) structural disorder imparted by the nanoparticles in the TMD/metal interface. Owing to the Raman scattering measurements and using the radiative emission of the gold nanoparticles, we evidenced a charge transfetrt between the metallic nanostructures and the semiconductor. In order to complement our interpretations a comparative study with respect to optical properties of TMD covered by a silica film was carried out. The present work was held within the NeO group in CEMES, in a frame of a collaboration with the group of thr Pr. Jun Lou from Rice university, Houston

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Khoi, Nguyen Trong. "Couplage d'ondes pour le chauffage des plasmas à la fréquence hybride basse." Grenoble INPG, 1986. http://www.theses.fr/1986INPG0016.

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Abstract:

La theorie lineaire et quasi-lineaire de la propagation des ondes au voisinage de la frequence hybride inferieure et de leur interaction avec les particules du plasma est utilisee pour determiner les parametres et le dimensionnement des coupleurs d'ondes lentes dans les trois applications principales : chauffage des ions, chauffage des electrons et generation de courant. Le tenseur dielectrique "plasma froid" est utilise pour determiner l'admittance de surface plasma qui represente la charge de l'antenne et conditionne son efficacite

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Nguyen, Trong-Khoi. "Couplage d'ondes pour le chauffage des plasmas à la fréquence hybride basse." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37600043n.

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Cadet, Laurent. "Etude du couplage convection-rayonnement en cavité différentiellement chauffée à haut nombre de Rayleigh en ambiances habitables." Thesis, La Rochelle, 2015. http://www.theses.fr/2015LAROS022/document.

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Abstract:

L'influence des transferts radiatifs sur les écoulements de convection naturelle en cavités habitables est étudié numériquement en régimes turbulents. L'étude considère des approches DNS et LES pour le problème de convection et une méthode des ordonnées discrètes (MOD) pour la résolution du problème radiatif combinée au modèle de gaz réel SLW. La configuration étudiée est basée sur une cavité différentiellement chauffée expérimentale en air située à l'institut PPRIME, de rapport d'aspect vertical 4, pour des nombres de Rayleigh allant de 1,5x109 à 1,2x1011. La première partie de l'étude se focalise sur les techniques de parallélisations hybrides MPI + OpenMP de la MOD. Les méthodes développées montrent une amélioration des performances de 13 à 1600% pour des niveaux d'hybridations élevés par rapport à la méthode classique de front d'onde. Puis, une étude du couplage convection-rayonnement surfacique est réalisée au travers d'une étude de sensibilité de l'écoulement vis-à-vis des émissivités de parois pour différentes valeurs du nombre de Rayleigh. Ensuite, le rayonnement volumique du gaz est ajouté, et son impact est évalué au travers d'une variation du taux d'humidité relative du mélange air sec/vapeur d'eau. Les résultats obtenus sont comparés aux cas d'une cavité convectivement adiabatique (i.e. flux convectif nul aux parois passives). Les transferts radiatifs ont pour effet de diminuer la stratification thermique centrale et d’augmenter la dynamique générale de l'écoulement. L'émissivité des parois passives pilote principalement la localisation de la transition laminaire-turbulente aux parois actives et la stratification centrale, tandis que le rayonnement de gaz ne semble impacter que les couches limites des parois horizontales
The influence of radiative transfer on natural convection flows in cavities is studied numerically in turbulent regimes. The study considers DNS and LES approaches for the convection problem and discrete ordinate method (MOD) to solve the radiative problem combined with the SLW real gas model. The studied configuration is based on an experimental differentially heated cavity in air located at the Pprime Institut with a vertical aspect ratio of 4, for Rayleigh numbers ranging from 1,5x109 to 1,2x1011. The first part of the study focuses on hybrid MPI + OpenMP parallelization of the DOM. The methods developed show performance improvements of 13 to 1600% compared to the classical wavefront method. Then, a study of convection-wall radiation coupling is achieved through a flow sensitivity study to walls emissivities for different values of the Rayleigh number. Then, the gas radiation is added, and its impact is measured through a variation of the relative humidity of the dry air + steam. The results are compared to the case of a convectively adiabatic cavity (i.e. zero convective flux at the passive walls). Radiative transfers have the effect of reducing the central thermal stratification and increase the overall dynamics of the flow. The emissivity of the passive walls drives the location of the laminar-turbulent transition on the active walls and the central thermal stratification, while the gas radiation seems to impact the boundary layers of the horizontal walls

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Hussain, Muzzamal. "Couplage procédé / propriétés mécaniques des matériaux sandwiches Métal / Composite hybride à base de tissus en jute." Thesis, Lille, 2021. http://www.theses.fr/2021LILUI006.

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Abstract:

Dans cette étude, les propriétés mécaniques des FML renforcés de jute tissé 3D et hybrides de jute tissé 3D renforcé ont été étudiées. Le renfort tissé 3D à quatre couches a été fabriqué avec du fil de jute en utilisant quatre types de motifs imbriqués, par ex. Orthogonal Through Thickness OTT et Orthogonal Layer to Layer OLL imbriqué. La technique d'infusion sous vide a été utilisée pour la fabrication de FML avec renfort en jute tissé 3D. Après l'optimisation du renforcement tissé 3D, les FML renforcés hybrides ont été développés dans lesquels le tissu tissé OTT 3D a été pris en sandwich entre une peau tissée 2D. Quatre types de fibres différents ont été utilisés pour fabriquer une peau tissée 2D, par ex. jute, aramide, carbone et verre tandis que trois types différents de matrice ont été utilisés, par ex. époxy, PVB et PP. La presse à chaud par compression a été utilisée pour développer des FML hybrides renforcés. L'aluminium utilisé pour fabriquer tous les FML a été anodisé avant d'être utilisé pour la fabrication. Les propriétés adhésives ont été étudiées pour vérifier la qualité du traitement de surface, la liaison métal-composites et l'effet des fibres et de la matrice. Les propriétés monotones et dynamiques ont également été étudiées. Les propriétés adhésives ont été caractérisées à l'aide de tests de pelage en T et de pelage au rouleau flottant. Les propriétés monotones ont été analysées à l'aide d'essais de traction et de flexion. Les performances d'impact à faible vitesse ont été déterminées en utilisant un test d'impact à faible vitesse. Les résultats ont montré que la surface en aluminium anodisé avait une énergie libre de surface élevée, de sorte que le meilleur mouillage de l'aluminium peut être obtenu par anodisation par rapport à d'autres types de préparations de surface. Les résultats de l'analyse du collage ont montré que les propriétés de délaminage étaient principalement influencées par la nature du matériau adhésif plutôt que par le type de structures de renforcement. La nature de la matrice influence également le type de défaillance car avec l'époxy, la défaillance dominante était cohésive tandis qu'avec la matrice thermoplastique, elle s'est transformée en défaillance adhésive et intra-laminaire. La plasticité et la ductilité de la matrice ont plus influencé les propriétés finales que le type de rupture, malgré la rupture cohésive de l'époxy, la matrice thermoplastique avait plus de force de délamination. Les propriétés de traction et de flexion des FML renforcées de jute tissé OTT 3D étaient supérieures à celles des FML renforcées tissées OLL 3D en raison de la fraction de volume de métal plus élevée, ce qui était possible grâce à une construction plus serrée du tissu OTT. Les propriétés de traction et de flexion des composites hybrides renforcés et des FML ont été influencées par le type de matrice et le matériau de la peau 2D. Les propriétés globales plus élevées ont été obtenues avec une matrice époxy suivie d'une matrice PVB. Les FML à base de PVB ont montré que leurs propriétés étaient comparables à celles de l'époxy. Le test de flexion a montré que les FML hybrides à base de PP échouaient prématurément en raison d'une délamination entre la peau synthétique et l'âme tissée 3D. L'époxy et le PVB ont montré une meilleure imprégnation du renfort contrairement au PP dans lequel seul un verrouillage mécanique a été observé. Les propriétés d'impact dynamique des composites hybrides et des FML ont montré que les caractéristiques de dissipation d'énergie étaient influencées par la matrice et l'hybridation du renforcement
In current study the mechanical properties of 3D woven jute reinforced and hybrid 3D woven jute reinforced FMLs were investigated. The four-layered 3D woven reinforcement was made with jute yarn using four types of interlocking patterns e.g. Orthogonal Through Thickness OTT and Orthogonal Layer to Layer OLL interlocking. The vacuum infusion technique was used for the fabrication of FMLs made with 3D woven jute reinforcement. After the optimization of 3D woven reinforcement the hybrid reinforced FMLs were developed in which OTT 3D woven fabric was sandwiched between 2D woven skin. Four different kinds of fibres were used to make 2D woven skin e.g. jute, aramid, carbon, and glass while three different kinds of matrix were employed, e.g. epoxy, PVB and PP. The compression hot press was used to develop hybrid reinforced FMLs. Aluminium used to make all FMLs was anodized before using for fabrication. The adhesive properties were investigated to check the quality of surface treatment, metal-composites bonding and effect of fibres and matrix. Both monotonic and dynamic properties were also investigated. The adhesive properties were characterized using t-peel and floating roller peel tests. The monotonic properties were analyzed using tensile and flexural tests. The low velocity impact performance was determined using drop weight low velocity impact test. The results showed that the anodized aluminium surface had high surface free energy so the better wetting of aluminium can be achieved by anodizing as compared to other type of surface preparations. The adhesive bonding analysis results showed that the delamination properties were mainly influenced by the nature of adhesive material rather than the type of structures of reinforcement. The nature of the matrix also influences the type of failure as with the epoxy the dominant failure was cohesive while with thermoplastic matrix it changed to adhesive and intra-laminar failure. The plasticity and ductility of matrix influenced the final properties more than the type of failure, in spite of cohesive failure of epoxy the thermoplastic matrix had more delamination force. The tensile and flexural properties of OTT 3D woven jute reinforced FMLs were higher than the OLL 3D woven reinforced FMLs due to the higher metal volume fraction, this was possible due to tighter construction of OTT fabric. The tensile and flexural properties of hybrid reinforced composites and FMLs were influenced by the type of matrix and material of 2D skin. The overall higher properties were achieved with an epoxy matrix followed by PVB matrix. The PVB-based FMLs showed that their properties were comparable with the epoxy. The flexural test showed that hybrid FMLs based on PP were failed prematurely due to delamination between synthetic skin and 3D woven core. Both epoxy and PVB showed better impregnation of the reinforcement unlike PP in which only mechanical interlocking was seen. The dynamic impact properties of hybrid composites and FMLs showed that the energy dissipation characteristics were influenced by matrix and hybridization of reinforcement

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Preynas, Melanie. "Etude du couplage linéaire et non-linéaire de l' onde hybride basse aux plasmas de Tokamaks." Thesis, Aix-Marseille, 2012. http://www.theses.fr/2012AIXM4060.

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Abstract:

Afin de générer des plasmas performants sur de longues durées, un tokamak nécessite des dispositifs de chauffage et de génération de courant additionnels. Des antennes haute-fréquences, délivrant des puissances de plusieurs mégawatts au plasma, sont actuellement utilisées dans de nombreux tokamaks. Pour optimiser les performances de chauffage et de génération de courant obtenues avec le système LH (fréquence de quelques gigahertz), une bonne maitrise du couplage de l'onde émise par l'antenne au plasma de bord est nécessaire. Or, des effets non-linéaires dépendant du niveau de puissance HF injectée dans le plasma perturbent fortement le couplage de l'onde LH pour certains paramètres de bord (densité et température en particulier). Les travaux présentés dans ce manuscrit portent sur l'étude du couplage linéaire et non-linéaire de l'onde LH au plasma de bord. Dans le cadre de l'installation d'une antenne dite « Passive Active Multijunction » en 2009 sur le tokamak Tore Supra visant à tester le système LH proposé pour ITER, la caractérisation du couplage obtenu avec cette antenne a été réalisée à partir d'expériences menées à basse puissance sur Tore Supra. Les résultats, analysés conjointement avec l'utilisation d'un code de couplage (ALOHA), ont ainsi validé les prédictions théoriques prévoyant de bonnes propriétés de couplage à des densités de plasma de bord faibles. Par ailleurs, l'effet pondéromoteur a été clairement identifié comme responsable de la forte détérioration du couplage de l'onde mesurée sous certaines conditions de plasma de bord
In order to achieve long pulse operation with a tokamak, additional heating and current drive systems are necessary. High frequency antennas, which deliver several megawatts of power to the plasma, are currently used in several tokamaks. Moreover, a good control of the coupling of the wave launched by the antenna to the edge plasma is required to optimize the efficiency of heating and current drive LH systems. However, non-linear effects which depend on the level of injected power in the plasma strongly damage the coupling of the LH wave at particular edge parameters (density and temperature profiles). Results presented in the manuscript deal with the study of the linear and non-linear coupling of the LH wave to the plasma. In the framework of the commissioning of the Passive Active Multijunction antenna in 2009 on the Tore Supra tokamak aiming at validating the LH system suggested for ITER, the characterisation of its coupling properties was realized from low power experiments. The experimental results, which are compared with the linear coupling code ALOHA, have valided the theoretical predictions of good coupling at edge plasma density around the cut-off density. Besides, the ponderomotive effect is clearly identified as responsible for the deterioration in the coupling of the wave, which is measured under particular edge plasma conditions. A theoretical model combining the coupling of the LH wave with the ponderomotive force is suggested to explain the experimental observations

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Nolin, Guillaume. "Une méthode de couplage RANS/LES zonal pour la simulation instationnaire d'écoulements turbulents complexes." Paris 6, 2007. http://www.theses.fr/2007PA066714.

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Abstract:

La pertinence des méthodes de couplage RANS/LES zonal pour la simulation instationnaire d’écoulements turbulents est présentée. Les problèmes à résoudre pour mettre en place une stratégie de couplage zonal sont exposés. Parmi ceux-ci deux sont traités. Le premier est l’amélioration des stratégies de couplage zonal afin d’étendre la zone d’influence LES le plus loin possible dans le domaine RANS. La solution proposée consiste en une méthode originale de reconstruction de la viscosité turbulente RANS à partir de champs LES, alliée à une fonction corrigeant le modèle de turbulence RANS. Le second est la génération d’une turbulence réaliste en entrée des domaines LES par enrichissement des solutions RANS, afin de réduire au maximum la taille des domaines LES. Il est résolu en utilisant des conditions d’entrée instationnaire pour la LES reposant sur des bases de données. Ces techniques sont évaluées sur un écoulement autour d’un profil d’aile à grand nombre de Reynolds et à forte incidence
The relevance of the zonal RANS/LES coupling methods for the unsteady simulation of turbulent flows is presented. The problems to be solved in order to develop a strategy of zonal coupling are outlined. Two of these problems are addressed. The first one is the improvement of the strategies of the zonal coupling to extend the area of influence of the LES zone in the RANS zone as far as possible. The proposed solution is based on an original RANS eddy viscosity reconstruction method, combined with a correction for the RANS turbulence model. The second one deals with the generation of a realistic turbulence at the inflow of the LES domains thanks to an enrichment of the RANS solutions, in order to reduce as much as possible the size of the LES domains. This turbulence is generated through LES inflow conditions based on databases. These techniques are applied to the flow around an airfoil at high Reynolds number and high angle of attack

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Marinach, Carine. "Couplage orthogonal entre un piège ionique et un analyseur temps de vol IT/O-reTOF." Paris 6, 2002. http://www.theses.fr/2002PA066247.

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Cadet, Laurent. "Etude du couplage convection-rayonnement en cavité différentiellement chauffée à haut nombre de Rayleigh en ambiances habitables." Electronic Thesis or Diss., La Rochelle, 2015. http://www.theses.fr/2015LAROS022.

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Abstract:

L'influence des transferts radiatifs sur les écoulements de convection naturelle en cavités habitables est étudié numériquement en régimes turbulents. L'étude considère des approches DNS et LES pour le problème de convection et une méthode des ordonnées discrètes (MOD) pour la résolution du problème radiatif combinée au modèle de gaz réel SLW. La configuration étudiée est basée sur une cavité différentiellement chauffée expérimentale en air située à l'institut PPRIME, de rapport d'aspect vertical 4, pour des nombres de Rayleigh allant de 1,5x109 à 1,2x1011. La première partie de l'étude se focalise sur les techniques de parallélisations hybrides MPI + OpenMP de la MOD. Les méthodes développées montrent une amélioration des performances de 13 à 1600% pour des niveaux d'hybridations élevés par rapport à la méthode classique de front d'onde. Puis, une étude du couplage convection-rayonnement surfacique est réalisée au travers d'une étude de sensibilité de l'écoulement vis-à-vis des émissivités de parois pour différentes valeurs du nombre de Rayleigh. Ensuite, le rayonnement volumique du gaz est ajouté, et son impact est évalué au travers d'une variation du taux d'humidité relative du mélange air sec/vapeur d'eau. Les résultats obtenus sont comparés aux cas d'une cavité convectivement adiabatique (i.e. flux convectif nul aux parois passives). Les transferts radiatifs ont pour effet de diminuer la stratification thermique centrale et d’augmenter la dynamique générale de l'écoulement. L'émissivité des parois passives pilote principalement la localisation de la transition laminaire-turbulente aux parois actives et la stratification centrale, tandis que le rayonnement de gaz ne semble impacter que les couches limites des parois horizontales
The influence of radiative transfer on natural convection flows in cavities is studied numerically in turbulent regimes. The study considers DNS and LES approaches for the convection problem and discrete ordinate method (MOD) to solve the radiative problem combined with the SLW real gas model. The studied configuration is based on an experimental differentially heated cavity in air located at the Pprime Institut with a vertical aspect ratio of 4, for Rayleigh numbers ranging from 1,5x109 to 1,2x1011. The first part of the study focuses on hybrid MPI + OpenMP parallelization of the DOM. The methods developed show performance improvements of 13 to 1600% compared to the classical wavefront method. Then, a study of convection-wall radiation coupling is achieved through a flow sensitivity study to walls emissivities for different values of the Rayleigh number. Then, the gas radiation is added, and its impact is measured through a variation of the relative humidity of the dry air + steam. The results are compared to the case of a convectively adiabatic cavity (i.e. zero convective flux at the passive walls). Radiative transfers have the effect of reducing the central thermal stratification and increase the overall dynamics of the flow. The emissivity of the passive walls drives the location of the laminar-turbulent transition on the active walls and the central thermal stratification, while the gas radiation seems to impact the boundary layers of the horizontal walls

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Behaegel, Jonathan. "Modèles hybrides de réseaux de régulation : étude du couplage des cycles cellulaire et circadien." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018AZUR4071/document.

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Abstract:

La modélisation de systèmes biologiques est devenue indispensable pour comprendre les phénomènes complexes et émergents issus d'influences partiellement connues, et pour envisager de contrôler un système altéré dans le but de restaurer un comportement physiologique. Tout modèle, quel que soit son paradigme sous-jacent, fait intervenir des paramètres gouvernant sa dynamique mais les mesures expérimentales ne permettent généralement pas de les identifier et cela reste l'un des problèmes majeurs de la modélisation. Cette thèse propose une méthode automatique d'identification des paramètres dynamiques de systèmes biologiques dans un cadre de modélisation hybride. Le cadre hybride choisi découpe l'espace des phases selon l'activité des entités biologiques, et associe à chacun de ces sous-espaces une vitesse d'évolution de chacun des composants. Nous proposons une logique de Hoare en temps continu ainsi qu'un calcul de plus faible précondition qui, à partir d'observations expérimentales qualitatives et chronométriques, construit les contraintes minimales sur les paramètres du modèle pour qu’il soit compatible avec les observations. Ce calcul mène à un problème de satisfaction de contraintes sur les réels et nous montrons que celui-ci peut être résolu par le solveur AbSolute.Le prototype Holmes BioNet développé au cours de cette thèse peut non seulement automatiser le processus d'identification des valeurs des paramètres à partir des observations expérimentales, mais aussi simuler l'évolution du modèle obtenu afin de le comparer avec les traces expérimentales. Nous utilisons ce prototype pour modéliser le couplage des cycles cellulaire et circadien
Modelling biological systems has become instrumental to understand complex and emerging phenomena resulting from partially known influences, and to consider controlling an altered system in order to restore a physiological behaviour. Any model, independent of the underlying paradigm, involves parameters governing its dynamics. However, experimental measurements generally do not allow their identification and this remains one of the major problems of modelling. This PhD proposes an automatic method for identifying the dynamic parameters of biological systems in a hybrid modelling framework. The chosen hybrid framework splits the phase space according to the activity of the biological entities, and associates to each of these subspaces a celerity for each of the components. We introduce a continuous time Hoare logic as well as its weakest precondition calculus which, from qualitative and chronometrical experimental observations, constructs the minimum constraints on the model parameters making it compatible with the observations. This calculus leads to a Constraint Satisfaction Problem on real numbers and we show that it can be solved by the AbSolute solver.The Holmes BioNet prototype developed during this PhD can not only automate the parameter identification process from experimental data, but also simulate the evolution of the obtained model in order to compare it with experimental traces. We use this prototype to model the coupling of the cellular and circadian cycles

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Litaudon, Xavier. "Etude théorique et expérimentale du couplage de l'onde hybride dans Tore-Supra et jet au moyen d'antennes à multijonctions." Aix-Marseille 1, 1990. http://www.theses.fr/1990AIX11284.

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Abstract:

Les ondes hybrides sont injectees dans les plasmas de takamak, soit pour maintenir le courant plasma et atteindre un regime de fonctionnement continu soit pour controler la forme du profil de courant et assurer un regime de stabilite des decharges. Nous presentons des etudes tant theoriques qu'experimentales sur le couplage et la propagation des ondes hybrides ou plasma electroniques lentes dans les plasmas confines par la structure magnetique toroidale de la configuration tokamak. Sur la base de la theorie lineaire du couplage, les antennes modulaires (dites a multijonction), utilisees dans la generation actuelle des grands tokamaks comme tore supra et jet, ont ete concues et optimisees. Puis afin de verifier la theorie lineaire du couplage de l'onde au plasma et de carcteriser les proprietes du coupleur dit a multijonction, une serie d'experiences a ete realisee sur tore supra. Nous concluons sur la validite de la modelisation (admittance plasma et modelisation de l'antenne) et determinons le spectre experimental rayonne. Afin d'interpreter les experiences de generation de courant lorsq'une forte puissance sera couplee au plasma, nous avons determine l'expression generale de l'admittance non-lineaire du plasma et propose une methode permettant de modifier le code de couplage lineaire swan. Une description variationnelle, utilisant des fonctions d'essai qui sont solutions locales des equations de maxwell homogenes, a ete applique pour decrire la propagation des ondes hybrides dans la geometrie toroidale non-separable du tokamak. La difficulte essentielle du probleme est le couplage toroidal entre un grand nombre de modes poloidaux de l'onde hybride qui est resolu par une methode originale. Un code numerique de calcul complet du champ electromagnetique, sera particulierement interessant en vue de l'utilisation des ondes hybrides pour controler le profil de courant dans les kokamaks

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Desroziers, Sylvain. "Sur la propagation des ondes laser avec couplage à l'hydrodynamique pour l'interaction laser plasma." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00087135.

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Abstract:

On s'intéresse à la propagation des ondes laser dans le cadre de l'interaction laser plasma. On utilise une stratégie basée sur une méthode de décomposition de domaine associée à une méthode de Krylov et un solveur rapide. Le parallélisme est de type hybride MPI/multithreading. Des calculs sur 256 processeurs sont effectués.

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Desroziers, Sylvain. "Sur la propagation des ondes lasers avec couplage à l' hydrodynamique pour l' interaction laser-plasma." Paris 6, 2006. http://www.theses.fr/2006PA066021.

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Eshamuddin, Muhammad. "Elimination des micropolluants organiques par couplage Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) et procédés membranaires : application aux eaux usées domestiques et hospitalière." Electronic Thesis or Diss., Université de Toulouse (2023-....), 2024. http://www.theses.fr/2024TLSEP069.

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Abstract:

L'augmentation perpétuelle des activités humaines a entraîné des détections récurrentes de divers micropolluants organiques (MPs), en particulier à l’exutoire des stations de traitement des eaux usées (STEUs). Leur présence et dispersion dans l'environnement via les eaux usées traitées restent une problématique préoccupante. En effet, bien que ces MPs ne soient présents qu’à faible concentration (< 1 µg.L-1), le rejet de ces molécules dans l’environnement a été associé à de multiples risques conséquents pour la santé humaine et l’écosystème aquatique.Bien que les traitements secondaires utilisés actuellement en STEUs présentent des efficacités remarquables d’élimination des polluants majeurs carbonés et azotés, les conditions opératoires appliquées ne permettent pas toujours l’élimination des MPs. Ceci conduit donc à la mise en œuvre de procédés tertiaires ou hybrides afin de favoriser leur élimination et d’éviter leur dispersion dans le milieu aquatique. Au cours de ces dernières années, l'augmentation progressive du nombre de recherches tentant d'élucider les mécanismes d'élimination de ces MPs via des procédés simples en traitement tertiaire ou bien des procédés hybrides illustrent la complexité du sujet.Ce travail de thèse porte sur l'élimination de 19 MPs aux propriétés physicochimiques différentes et sur la capacité de communautés microbiennes natives à les éliminer, dans un procédé hybride alimenté par des eaux usées non conventionnelles d’origines différentes (eaux usées domestique et hospitalière). La particularité de ces effluents prétraités est leur concentration en carbone faible, ce qui se traduit par un rapport C/N compris entre 0,9 et 5,4. Le système hybride à l’échelle laboratoire consiste en un Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) couplé à deux procédés membranaires - une unité d'ultrafiltration dynamique (UF) et une unité de nanofiltration (NF). Les paramètres essentiels du procédé tels que la demande chimique en oxygène (DCO), la quantité de biofilm attaché, les composés azotés et les taux d'élimination des MPs sont évalués afin de caractériser la performance générale du système. Les profils microbiens des différentes formes de biomasse (inoculum, biomasse en suspension, biofilm attaché) au sein du MBBR sont également analysés par séquençage ADN à haut débit.D’après les résultats issus des campagnes effectuées, le procédé MBBR présente une efficacité d'élimination de la DCO relativement élevée (>75%) quelle que soit la nature des eaux usées. De plus, ce procédé intégré en présence de NF est efficace pour éliminer la plupart des MP ciblés (> 85%), y compris les molécules récalcitrantes telles que la carbamazépine. Concernant les aspects microbiologiques, le MBBR a une influence positive sur la richesse de la population microbienne, ce qui se reflète dans les indices ACE et Chao1 plus élevés par rapport à l’inoculum. En outre, le biofilm du MBBR possède une population microbienne plus enrichie que la biomasse en suspension. Les Protéobactéries et ses classes correspondantes, Alpha- et Beta-protéobactéries ont dominé la plupart des échantillons de biomasse quelles que soient les campagnes. Des analyses statistiques ont mis en évidence des mécanismes de co-métabolisme liant l’élimination de certains MPs avec le pouvoir de dénitrification ou la capacité de nitrification.Enfin, les perspectives incluent l'établissement d'une corrélation entre l'élimination des MPs et la diversité des populations microbiennes, sur la base de données plus nombreuses à produire. Cela pourrait être fait sur un système passé à l’échelle industrielle, et qui inclura l'ajout d'un procédé d'oxydation avancé (ozonation) pour améliorer les performances d'élimination des MPs. Par ailleurs, des tests de toxicité aiguë ainsi que d'antibiorésistance menés par les collaborateurs du projet démontrent des résultats positifs, assurant ainsi un avenir prometteur à ce système innovant
The perpetual increase in human activities has resulted in recurrent detections of various organic micropollutants (MPs) particularly at the outlet of wastewater treatment plants (WWTPs). The eventual discharge of such emerging contaminants, e.g., pharmaceutically active compounds, endocrine disrupting chemicals and pesticides, into water bodies remains a worrying issue due to their potential cumulative and toxic effects. Despite their presence at relatively low concentrations (< 1 µg.L-1), the release of these molecules into the environment has been indeed associated with multiple significant risks to human health and aquatic ecosystems.Despite noteworthy removal efficiencies of carbon- and nitrogen-based pollutants displayed by secondary treatments presently used in most WWTPs, the operational conditions applied are not always well adapted for the elimination of MPs, hence making WWTPs one of the major pathways for the influx of these contaminants into aquatic environment. This therefore leads to the implementation of tertiary or hybrid processes to enhance their removal. The constant increment in the number of research attempting to elucidate the elimination pathways of these MPs from wastewater via single or integrated processes illustrates the complexity of this matter.This PhD work focuses on the elimination of 19 MPs of different physicochemical properties and the ability of native microbial community to eliminate them in a hybrid system fed with different natures of non-conventional wastewater (i.e., domestic and hospital). The main particularity of these pre-treated effluents is their atypically low carbon content, resulting in C/N ratio in the range of 0.9 to 5.4. The hybrid process consists of a Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) coupled with two membrane processes - a dynamic ultrafiltration (UF) and a hollow fibre nanofiltration (NF) unit. Essential process parameters such as chemical oxygen demand (COD), mass of attached biofilm, nitrogenous compounds and MPs removal rates are comprehensively analysed. The microbial profiles of different forms of biomass (i.e., inoculum, suspended biomass, attached biofilm) in the MBBR are also analysed via high-throughput DNA sequencing for comparative purposes.Based on the results obtained, the hybrid process particularly the MBBR presents relatively high elimination efficiency of COD (>75%) regardless of the nature of wastewater. Besides, the lab-scale system with the presence of NF3 filtration unit is also efficient in eliminating most of the targeted MPs (>85%) including recalcitrant compounds such as carbamazepine. As regards the microbiological aspects, the MBBR has proven to enhance the richness of microbial population, which was reflected by the higher ACE and Chao1 indexes when compared with the inoculum. Moreover, in the MBBR itself, attached biofilm possess higher microbial richness than suspended biomass in the MBBR. Concerning the most abundant phylum and class, Proteobacteria and its corresponding classes, Alpha- and Beta-proteobacteria dominated most biomass samples regardless of the campaigns. Statistical analysis have highlighted co-metabolism mechanisms linking the biological removal of certain targeted MPs with denitrification potential or nitrification capacity.Finally, future perspectives of this work include the establishment of a correlation between the removals of MPs and the diversity of microbial populations, but a larger amount of data would be necessary. Indeed, the latter will be obtained from future experiments with a scale-up system, in which the addition of an advanced oxidation process (i.e., ozonation) to further enhance the performance of the hybrid system in terms of MPs removal is devised. Besides, acute toxicity and antibioresistance assays conducted by collaborators of the project demonstrate positive outcomes hence assuring a promising future for this innovative system

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Masmoudi, Mohamed. "Modélisation de la propagation d'ondes guidées, générées et détectées par transducteurs ultrasonores à couplage air : Application au CND de structures aéronautiques composites." Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14483/document.

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Abstract:

Le contrôle non destructif par ondes guidées générées et détectées par des transducteurs ultrasonores à couplage par air, présente deux avantages majeurs. Le premier réside dans la capacité des ondes guidées à transporter l’information sur la qualité du milieu sur une grande distance. De plus, l’absence d’un milieu de couplage liquide entre les capteurs et le milieu à tester, rend le contrôle plus commode. Ce travail consiste d’abord à développer un procédé de simulation numérique qui prend en considération de nombreux paramètres du système de contrôle. Dans une optique de réduire le nombre de degrés de liberté, un modèle hybride a été développé qui consiste en une combinaison entre un modèle analytique basé sur l’intégrale de Kirchhoff pour la propagation des ultrasons dans l’air et un modèle éléments finis de la propagation des ondes guidées dans le matériau. La mesure des caractéristiques du transducteur à couplage par air (efficacité de l’émetteur et sensibilité du récepteur) permet, d’une part, de calculer la valeur exacte de la pression dans l’air et les valeurs exactes des champs de contraintes et de déplacements dans la structure, pour une tension et une fréquence d’excitation, et d’autre part, de remonter à la tension électrique aux bornes de ce récepteur pour une pression rayonnée par le matériau. Par suite, cette caractérisation rend possible la comparaison entre les prédictions numériques de la réponse (en niveau de tension) du système et les mesures expérimentales correspondantes. A la lumière du modèle numérique développé, une optimisation des paramètres du système de contrôle (angle, fréquence,diamètre, direction de propagation, champ proche et champ lointain) a été effectuée pour améliorer la pureté des modes guidés par le matériau. Une manipulation expérimentale, basée sur un transducteur à couplage par air pour l’émission et une sonde laser pour la réception, a été alors mise en place pour valider quelques prédictions numériques. Ensuite, on a étudié l’interaction des ondes guidées ultrasonores avec des défauts de type délaminage enfouis dans une plaque composite à symétrie quadratique. Pour cela, on a analysé la sensibilité des deux modes fondamentaux A0 et S0 au délaminage en terme de détectabilité. En parallèle, on a traité un problème inverse qui consiste à dimensionner un délaminage par le calcul du spectre fréquentiel du coefficient de réflexion. Enfin, on a mis en évidence le potentiel des transducteurs à couplage par air à ausculter des pièces aéronautiques impactées
Non-destructive testing (NDT) using guided waves generated and detected by air-coupled ultrasonic transducers have two main advantages. First, this non-contact technique without coupled medium allows obvious convenience of use. Moreover, the ability of guided waves to carry information about medium quality over long distance. In this context, a numerical model has been developed, which takes into account many parameters of the control system. In order to reduce the number of degrees of freedom, a hybrid model has been developed which consists of a combination between an analytical model, based on the Kirchhoff integral for the propagation of ultrasound in air and a finite element model for the propagation of guided waves in the material. The measured characteristics (efficiency and sensitivity) of two air-coupled transducers allow the prediction of the accurate values of the pressure of bulk waves generated in air and the measurement of the pressure of the radiated field in air by guided waves propagating in a structure. This process enables the comparison between predicted and measured guided waves modes. Based on the hybrid model, an optimization of the parameters of the control system (angle, frequency, diameter, direction of propagation, near and far field) was performed to improve the purity of guided modes along the material plate. To validate some numerical predictions, an aircoupled ultrasonic transducer is used and oriented at a specific angle chosen for generating one specific Lambmode guided along a composite plate sample, and a laser probe measures the normal velocity at different locations on the surface of the plate. Then, the interaction of ultrasonic guided waves with delamination in acomposite plate was studied. In particular, the sensitivity of the two fundamental modes A0 and S0 was analyzed in order to predict the detectability of the defect. In parallel, the inverse problem is solved and the defect size is quantified by calculating the spectrum of the reflection coefficient. Finally, the potential of air-coupled transducers to examine an aircraft structure, has been demonstrated

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Nguyen, Khoa-Van. "Etude des effets de site dus aux conditions topographiques et géotechniques par une méthode hybride éléments finis/éléments frontières." Marne-la-vallée, ENPC, 2005. https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001839.

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Özkizilkaya, Özlem. "Thermosensibilité de la demande électrique : identification de la part non linéaire par couplage d'une modélisation bottom-up et de l'approche bayésienne." Thesis, Paris, ENMP, 2014. http://www.theses.fr/2014ENMP0050/document.

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Abstract:

La croissance du marché des pompes à chaleur contribue à l'augmentation de la thermosensibilité de la demande électrique. Il devient nécessaire de mieux comprendre l'impact des usages thermosensibles de l'électricité, notamment concernant ceux qui sont corrélés de manière non linéaire à la température extérieure. Dans cette optique, cette thèse vise à construire un cadre de modélisation qui permette i) d'analyser les facteurs d'influence de la thermosensibilité à partir d'une description physique des usages thermosensibles, et ii) de réaliser des diagnostics de ces paramètres d'influence tout en tenant compte des incertitudes associées. Une approche de modélisation hybride qui bénéficie des avantages de modèles statistiques et de modèles physiques est principalement employée pour répondre à ces questions.La première étape consiste à estimer la part thermosensible de la demande réelle par un modèle prédictif top-down. On développe ensuite un modèle d'analyse physique de la thermosensibilité à l'échelle régionale à partir de la thermique du bâtiment. On s'appuie notamment sur des modèles pseudo-physiques de performance de pompes à chaleur qui sont régressés sur des données constructeur ou des mesures de performances réelles. Un COP régional est déterminé pour l'ensemble des PAC installées. Enfin, les paramètres d'influence du modèle de thermosensibilité ainsi développé sont estimés à l'aide de l'approche bayésienne, qui offre un cadre pour le traitement de l'incertitude sous la forme de probabilités. Des coefficients équivalents de déperditions thermiques, une température intérieure équivalente ainsi que les parts du chauffage Joule et par PAC pour le parc de bâtiments régional ont été obtenus
The growing heat pump market contributes to the increase in temperature sensitivity of electricity demand. It becomes necessary to understand the impact of temperature sensitive end-uses of electricity, including those which are correlated non-linearly to the outside temperature. In this context, this thesis aims to build a modeling framework to i) analyze the influencing factors of the temperature sensitivity of electricity demand from a physical description of temperature-sensitive equipment, and ii) to perform diagnoses of these parameters of influence by taking into account the associated uncertainties. A hybrid modeling approach that benefits the advantages of statistical models and physical models is used to answer these questions.Firstly, the temperature-sensitive part of electricity demand is estimated by a predictive top-down model. Then a physical model to analyze the temperature sensitivity at regional level is developed based on building thermal energy needs. A regional coefficient of performance (COP) is determined for the whole installed heat pumps by using pseudo-physical models which are regressed on manufacturer data or actual performance measures. Finally, the parameters of influence of the developed temperature sensitivity model are estimated using the Bayesian approach which provides a framework for the treatment of uncertainty in the form of probabilities. Equivalent coefficients of heat loss, an equivalent internal temperature, as well as the share of Joule heating and the share of heat pumps for the regional building stock are obtained

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Durel, Jocelyn. "Intégration d’un laser hybride DBR III-V/Si en face arrière d’une puce photonique." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAT026/document.

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Abstract:

Ces dernières années, la photonique sur silicium est apparue comme une solution prometteuse pour la fabrication en grande série d'émetteurs-récepteurs optiques répondant aux besoins des centres de données en termes d'augmentation du débit et de coûts réduits. Plusieurs plateformes de photonique sur silicium ont été démontrées en utilisant la technologie Si standard. Bien que ces plateformes diffèrent à bien des égards, elles manquent toutes d'une source de lumière intégrée monolithiquement. Pour résoudre ce problème, l'approche la plus couramment proposée consiste à coller un empilement InP sur une plaque SOI afin de fabriquer un laser hybride III-V/Si. Cependant, aucune des démonstrations n'a été réalisée avec un empilement d’interconnexions métalliques BEOL (Back-End Of Line) standard, empêchant ainsi une intégration électronique-photonique appropriée. Pour résoudre le problème topographique posé par cet ajout de couches, un nouveau schéma d'intégration, appelé intégration Back-Side, a été développé et est présenté dans ce document.Tout d'abord, le contexte de cette étude, un état de l’art ainsi que la présentation du Back-Side est abordé. La nouveauté apportée par cette intégration, à savoir le collage du III-V sur la face arrière du SOI après la structuration de celui-ci, y est alors détaillé.Le bon fonctionnement d’un élément essentiel à la puce photonique, le réseau de couplage, est ensuite abordé à travers des simulations, sa fabrication et des caractérisations optiques. Nous avons prouvé que, sous certaines conditions, ce dispositif possède les mêmes performances mesurées en Back-Side qu’en Front-Side.Le principe de fonctionnement d’une cavité oscillante puis les différents modules composants le laser hybride sont détaillés. Le laser étudié est une cavité hybride DBR (Distributed Bragg Reflector) III-V/Si. Afin d'augmenter le confinement du mode dans le MQWs (Multi Quantum Wells) et donc d'assurer un gain optique élevé, le mode optique est progressivement transféré entre le guide III-V et le guide silicium du laser hybride par des épanouisseurs adiabatiques, structurés dans le SOI de part et d’autre de la zone de gain, pour être enfin réfléchi par les miroirs DBR dans le silicium.Enfin, son processus de fabrication est explicité avant que ses caractérisations opto-électroniques ne soient finalement présentées. Les lasers à pompage électrique ont été testés dans des conditions de courant continu et la lumière générée a été collectée à travers un réseau de couplage par une fibre optique externe multimode. Les pertes de couplage ont été mesurées supérieures à 10 dB. La puissance de sortie est de 1,15 mW à un courant d'injection de 200 mA. Le seuil laser est de 45 mA, ce qui correspond à une densité de courant de 1,5 kA / cm2 et la résistance série des contacts laser est d'environ 9 Ω. La tension de seuil est de 1,45 V. Les spectres lasers reflètent un fonctionnement mono-fréquence, pour différents courants d'injection, avec une longueur d'onde centrale correspondant à la longueur d’onde de Bragg des miroirs. Un SMSR (Side Mode Suppression Ratio) de plus de 35 dB a été mesuré, ce qui prouve la bonne pureté spectrale de ce laser. Un décalage de la longueur d'onde de 4 nm a été observé en injectant un courant de 20 mA dans des chaufferettes métalliques au-dessus des DBRs.L'intégration monolithique d'un laser DBR hybride en face arrière d'une plaque SOI, entièrement compatible CMOS, a été démontrée pour la première fois, la mise en place d'interconnexions électriques compatibles CMOS et de sources optiques sur une même puce a pu être réalisée. Ce dispositif ouvre la voie à un émetteur-récepteur optique entièrement intégré sur une plateforme Si
Recently, Silicon Photonics has emerged as a solution for the mass manufacturing of optical transceivers addressing datacenter’s needs in terms of increasing data-rate and reduced cost. Several Silicon-Photonics platforms have been demonstrated using standard Si technology. While these platforms differ in many regards, they all lack a solution for a monolithically integrated light source. To solve this problem, the most commonly proposed approach consists in bonding an InP-stack onto a Si-wafer in order to fabricate a Hybrid III-V/Si laser. However, none of those demonstrations have been made with a standard CMOS-BEOL, preventing a proper electronic-photonic integration. To solve the topographical problem induced by the additional layers, a new integration scheme, called Back-Side, has been developed and is presented in this document.First, the context of this study, a state of the art as well as the presentation of the Back-Side is discussed. The innovation brought by this integration, namely the bonding of the III-V on the back side of the SOI after the structuring of the latter, is then detailed.The correct behavior of a key element to the photonic chip, the grating coupler, is then treated through simulations, fabrication and optical characterizations. We have proved that, under specific conditions, this device has the same measured performances in Back-Side and in Front-Side.The principle of an optical oscillator and then the various modules composing the hybrid laser are then detailed. The implemented laser is based on a hybrid DBR (Distributed Bragg Reflector) III-V/Si cavity. In order to increase the mode confinement in the MQWS (Multi Quantum Wells) and hence ensure a high optical gain, the optical mode is gradually transferred between the III-V waveguide and the silicon waveguide of the hybrid laser by adiabatic tapers, patterned on both sides of the gain zone, to finally be reflected by the mirrors DBR in the silicon.Finally, its manufacturing process is explained before its opto-electronic characterizations are presented. The electrically pumped lasers have been tested under continuous-wave current conditions and the generated light has been collected through the grating coupler to a multi-mode fiber. The fiber coupling losses has been measured to be higher than 10 dB. The output power is up to 1.15 mW at an injection current of 200 mA. The lasing threshold is 45 mA which corresponds to a current density of 1.5 kA/cm2 and the series resistance of the laser contacts is approximately 9 . The threshold voltage is 1.45 V.The laser spectra reflect its single-wavelength laser operation, for different injection currents, with a central wavelength corresponding to the Bragg wavelength of the mirrors. A Side Mode Suppression Ratio (SMSR) of more than 35 dB has been measured. A 4 nm wavelength shift has been observed when injecting 20 mA into both metallic heaters above DBRs.The monolithic integration of a fully CMOS compatible hybrid DBR laser on the backside of a SOI wafer being demonstrated for the first time, implementing CMOS compatible electric interconnects and optical sources on a same chip has could be achieved. This device opens the route to a fully integrated optical transceiver on a Si platform

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Rampazzi, Vincent. "Chimie de coordination du phosphore aux métaux du groupe 11 : progrès en catalyse de couplage C-N au Cu(I) et nouveaux complexes polyphosphines de l'Au(I)." Thesis, Dijon, 2014. http://www.theses.fr/2014DIJOS025/document.

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Abstract:

De nos jours et depuis quelques années maintenant, le principe de développement durable encourage les chimistes de tous horizons à développer de nouvelles méthodes de synthèse économiques et écologiques, les ressources naturelles de notre planète ne sont pas illimitées. Parmi les ressources les plus exploitées, nous trouvons le pétrole et le gaz. Outre ces derniers et le gaz, les métaux précieux sont également devenus indispensables.Cette thèse se concentre sur la valorisation de complexes de cuivre et d’or, obtenus à partir de ligands phosphorés synthétisés au sein du laboratoire. Dans un premier temps, nous verrons la mise au point d’une réaction de N-arylation de pyrazoles catalysée par un complexe de cuivre portant un ligand hybride phosphinoalcène. Dans un deuxième temps, les propriétés de coordination de l’or à différentes polyphosphines ferrocéniques seront étudiées. Plusieurs complexes innovants seront mis en évidence et pourront être utilisés dans le cadre de futures études de catalyse, ou de luminescence
Nowadays, sustainable development encourages chemists to develop new economic and ecologic synthesis, because natural ressources are reducing. Most exploited ressources are gas and petroleum, but precious metals are also essential. This thesis is focusing on the enhancement of gold and copper complexes, obtained in our laboratory from phosphorous-based ligands. In the first part, we will develop a new system for the N-arylation of pyrazoles from a copper complexe coordinated by a new hybrid phosphinoalkene ligand. In the second part, coordination properties of gold to different ferrocenic polyphosphine will be studied. Several new innovative complexes will be isolated, and could be used in future catalytic or luminescent studies

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Bompas, Cécile-Aline. "Contribution à la validation expérimentale du couplage entre un accélérateur et un massif sous-critique : expériences MUSE III et MUSE IV." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2000. http://www.theses.fr/2000GRE10225.

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Abstract:

Dans le cadre des recherches sur les systemes hybrides, et en particulier sur les phenomenes physiques impliques dans le couplage d'un massif sous-critique et d'une source externe, il est indispensable de qualifier un certain nombre de parametres neutroniques. Ces parametres caracterisent, d'une part, la source externe alimentant le cur en neutrons (importance, amplification), et, d'autre part, le massif sous-critique (distribution spatiale du flux neutronique, puissance degagee dans le cur, niveau de reactivite, influence d'un spectre degrade par la presence de materiaux diffuseurs tel que le plomb). Le programme muse repose sur l'etude parametrique de configurations de differentes compositions, a differents niveaux sous-critiques alimentees par differents types de source externe. La premiere partie de ce travail de these s'attache a la premiere analyse des resultats statiques obtenus au cours de la phase 3 de ce programme experimental (experience muse-iii) ainsi qu'a la preparation de la phase 4, l'experience muse-iv. Cette etude a notamment conclu a la superiorite d'une zone de transition plomb par rapport a une zone sodium en terme de potentiel neutronique (mise en evidence de la reaction (n, 2n)) et d'importance de la source. La seconde partie de ce travail de these porte sur l'interpretation des resultats dynamiques obtenus durant la campagne de mesures muse-iii et la realisation de calculs previsionnels sur les configurations muse-iv. Cette etude a permis de mettre en evidence le role preponderant des materiaux hydrogenes contenus dans la source externe en ce qui concerne les resultats dynamiques muse-iii. De plus, elle a permis de determiner l'applicabilite de la technique de mesure de la reactivite dite par source de neutrons pulsee et d'optimiser la position des moniteurs pour la future experience muse-iv.

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Lourdel, Guillaume. "Méthodologie et outils de calcul numérique pour la prise en compte de la compatibilité électromagnétique des nouveaux prototypes de circuits intégrés de puissance." Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30239.

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Abstract:

En compatibilité Electromagnétique (CEM) on recense davantage de couplages entre les circuits électroniques. Ces interactions sont renforcées par l'intégration qui tend à réduire le volume, le poids et le coût des systèmes électronique. En électronique de puissance, on confine dans un volume restreint les fonctions de commutations (IGBT) et de commande (allumeur numérique). Dans ce contexte, nous développons une méthodologie de simulation qui prend en compte les aspects CEM tels que les couplages, inductifs et capacitifs entre les conducteurs de toute nature, du busbarre à la puce, ainsi que les modèles des composants siliciums précis en commutation. Cette méthodologie permet par la suite de simuler le comportement électrique et électromagnétique d'un bras d'onduleur, de mettre en évidence les déséquilibres de courant entre les puces, ou de simuler l'interaction d'une sonde de champ proche afin de la concevoir. Ce travail s'inscrit dans le concept d'Expérimentation Virtuelle
In the topic of Electromagnetic Compatibility (EMC) we count more coupling problems, inside circuitry and energy emission. These interactions are strengthened by the process of system integration, which aims at the reduction of volume, weight and finally cost of the system conception. Power integration confines in a reduced volume the functions of power (IGBT) and command (digital circuits). In this context, we propose a simulation methodology to take into account EMC aspects of the power electronics devices. We shall approach the modelling of power component and electric connections: using finite elements method in order to extract R, L and C values, according to frequency effects and couplings, such as mutual inductance and parasitic capacitances. Then we are able to simulate electrical and electromagnetic behaviour of a power device, or also to detect current imbalance between semiconductor chips and get the best design. This work contributes to the EMC Virtual Experiment concept

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Elagiri, Ramalingam Rajkumar. "Development of a hybrid method for investigating near-field radiated couplings on electric cables above the GND plane." Rouen, 2012. http://www.theses.fr/2012ROUES035.

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Abstract:

This thesis is aimed to the development of a global methodology of computational electromagnetic (CEM) for predicting the coupling effects caused by the electromagnetic (EM) near-field (NF) radiated by electrical/electronic devices in wide frequency band on the electric cables. The method proposed is based on the association of the EM NF data from the simulations, modelling or measurements to the semi-analytical models for evaluating the coupling voltage across the cable. The originality of the hybrid method investigated in this PhD thesis lies on its flexibility for different types of electrical/electronic structures as the positions between the perturbation sources and the victim cables and also its validity in very wide frequency band and also its validity with EM aggressions including the evanescent waves. Different flow diagrams of guidelines for the application of the hybrid method proposed in function of the context of the considered structures were proposed. Analytical results showing the relevance of the method by considering NF radiated by elementary dipoles are first introduced. Then, experimental investigations from NF scanned data are presented for the radiations in low frequency and radio frequency electronic circuit enabling the predictions of coupling voltages across the cable with lengths in order of mm to m and by considering radiations of patch antennas from 0. 5 GHz to 4 GHz are presented. Finally, numerical investigations showing the effectiveness of the hybrid method by considering various complex forms of the victim wires were also performed and validated. The method developed in this PhD thesis is particularly useful for predicting the coupling between complex structures in frequency bands from some kHz to several GHz
Ce travail de thèse a pour objectif de développer une méthodologie globale pour l’analyse des effets électriques de couplage causés par les champs proches ElectroMagnétiques (EM) rayonnées par des dispositifs électriques et électroniques dans une bande de fréquence ultra large sur des câbles électriques. La méthode proposée est basée sur l’association des champs EM définis à partir des simulations, modélisations ou des mesures avec des modèles semi-analytiques pour évaluer la tension de couplage à travers le câble. L’originalité de la méthode de calcul hybride étudiée pour cette thèse repose sur son adaptabilité aux agressions incluant les ondes évanescentes et aux différents types de structures électriques et électroniques pour divers positions entre les sources de perturbation et les câbles victime et aussi sa validité sur une bande de fréquence ultra large. Des méthodologies indiquant de lignes directrices pour l’application de la méthode hybride proposée en fonction des types de structures considérées ont été proposées. Les résultats analytiques mettant en évidence la pertinence de la méthode en considérant les champs proches rayonnés par un réseau des dipôles élémentaires sont d’abord introduits. Ensuite, des études expérimentales de l’analyse des champs proches basse fréquence et radiofréquences émis par des circuits électroniques permettant les prédictions des tensions de couplage à travers les câbles électriques de longueur de l’ordre de quelques mm à quelques m en considérant le rayonnement des antennes patch à partir de 0,5 GHz à 4 GHz sont présentés. Enfin, les analyses numériques montrant l’efficacité de la méthode hybride en considérant diverses formes réalistes complexes des fils électriques victimes des agressions des champs EM ont également été réalisées et validées. La méthode développée dans cette thèse est particulièrement utile pour prédire le couplage entre les structures complexes dans des bandes de fréquences de quelques kHz à plusieurs GHz

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GATEL, Christophe. "Elaboration et étude d'un système hybride "Oxyde ferrimagnétique / Métal non magnétique / Oxyde ferrimagnétique"." Phd thesis, INSA de Toulouse, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009159.

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Abstract:

Ce travail s'inscrit dans les recherches actives des nouvelles propriétés magnétiques et électriques dans les hétérostructures artificielles. Nous avons élaboré et étudié un système du type « Oxyde ferrimagnétique / Métal non magnétique / Oxyde ferrimagnétique » dans lequel les électrons sont confinés dans la couche métallique 2D et subissent de nombreuses réflexions aux interfaces « métal / isolant magnétique ». L'élaboration de ce système impose une maîtrise de la croissance des différentes couches et de la planéité des interfaces. Les dépôts sont épitaxiés afin de limiter les diffusions des électrons aux joints de grains par pulvérisation cathodique dans un bâti UHV, les caractérisations structurales sont essentiellement réalisées par microscopie électronique haute résolution et diffraction des rayons X.
Nous avons étudié la croissance épitaxiale de couches simples de Fe3O4 et de CoFe2O4 sur Al2O3(0001) et MgO(001) afin d'obtenir respectivement une direction de croissance [111] et [001]. Nous nous sommes également intéressés à la croissance épitaxiale et à l'anisotropie d'échange de bicouches Fe3O4(5nm à 50nm)/NiO(66nm) dans ces deux mêmes directions de croissance. Nous avons ensuite étudié la croissance de métaux non oxydables (Pt, Au et Ag) sur les surfaces (001) et (111) de Fe3O4.
Ces résultats ont permis d'élaborer les systèmes épitaxiés Fe3O4/M(M=Au,Pt)/ CoFe2O4 sur Al2O3(0001). Les propriétés électriques montrent que les électrons sont confinés dans la couche métallique et qu'apparaît une GMR atteignant près de 1,8% à 10K due exclusivement aux réflexions électroniques sur les interfaces métal/oxyde avec certainement une contribution des réflexions spéculaires.

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Pesudo, Laure. "Une méthode hybride couplant la méthode des équations intégrales et la méthode des rayons en vue d'applications au contrôle non destructif ultrasonore." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLY009/document.

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Abstract:

Le Contrôle Non Destructif (CND) permet de sonder l’intérieur d’un milieu dans le but desurveiller son intégrité et son vieillissement. Assisté d’outils de simulation il permet de détecter, caractériseret localiser des défauts de structure du milieu inspecté mais sa fiabilité dépend de la précision des méthodesde simulation. Dans le cadre du CND ultrasonore, les méthodes usuelles (numériques et asymptotiques) sontbien souvent inadéquates pour simuler la diffraction par les défauts. On leur préfère des techniques hybrides.On propose dans cette thèse une nouvelle approche hybride pour la simulation numérique de la diffractionhaute fréquence en milieu étendu (configuration critique pour le CND). Combinant la méthode des équationsintégrales et la méthode des rayons, cette approche exploite le caractère multi-échelle du problème hautefréquence en proposant un modèle d’obstacle à deux échelles. Elle permet le calcul précis de la diffraction etla propagation rayon des champs. D’abord mise au point dans le cadre de la diffraction d’ondes acoustiquespar un obstacle de taille inférieure à la longueur d’onde (méthode barycentrique), l’approche est ensuiteétendue à des configurations de diffraction par des obstacles de l’ordre de la longueur d’onde grâce àl’introduction d’un partitionnement de l’unité de sa surface (méthode multi-centres). Pour accélérerl’approche hybride, on propose une procédure de résolution Online-Offline, basée sur un pré-calcul de lamatrice de diffraction associée à un ensemble réduit de directions d’incidence et d’observation et sur uneinterpolation polynomiale de ses vecteurs singuliers pour son évaluation dans des directions quelconquesd’émetteurs et de récepteurs. On étudie ensuite la stratégie dans le cadre de l’acoustique 3D puis on en faitune extension de principe à l’élastodynamique. On donne enfin un ensemble de pistes pour étendre l’approchehybride dans des cas de diffraction par un ou plusieurs obstacles pouvant être proches des bords du milieu
Non Destructive Testing (NDT) aims at probing a medium to check its integrity and aging. Withthe help of simulation tools, it allows to detect, caracterize and locate flaws inside a material with a precisiondepending on that of the simulation methods. Usual numerical and asymptotic methods nevertheless often failat precisely computing diffraction for ultrasonic NDT. Hybrid approaches are thus prefered in this framework.In this thesis, we propose a new hybrid strategy combining the boundary integral equation method and raytracing to compute high frequency diffraction of an obstacle in a large medium (critical NDT configuration).This strategy allows to compute precisely the diffraction effects and to convert and propagate the diffractedfield as rays. The proposed strategy relies on a two-scale model of the diffracting obstacle. First developpedto simulate acoustic waves diffraction on an obstacle of size less than the wave length (barycentric method),the hybrid strategy is then extended to compute the diffraction by an obstacle of size some wave lengths(polycentric method) thanks to the introduction of a partition of unity of the obstacle surface. Besides, inorder to accelerate the hybrid approach, we propose an Online-Offline resolution procedure based on theOffline computation of the scattering matrix for a reduced set of incidence and observation directions and onthe use of a polynomial interpolation of its singular vectors for the Online evaluation of the scattering matrixfor any incidence and observation directions. We then study the possibility of extension of the hybrid strategyto 3D acoutics and elastodynamics. We finally give several perspectives for the adaptation of the approach todeal with diffraction by one or several obstacles potentially close to the propagating medium boundaries

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Vaish, Nitika. "Optomechanical transducer based on a single quantum dot." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAY074.

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Abstract:

Dans le contexte de la nanomécanique, les systèmes hybrides quantiques sont des oscillateurs mécaniques couplés à un seul objet quantique individuel. Ces systèmes offrent des possibilités radicalement nouvelles pour la fabrication de transducteurs optomécaniques extrêmement sensibles et ultra-compacts, qui peuvent servir de capteurs de position ou de nano-moteurs.L’objet étudié dans ce travail est un système hybride constitué d’une boite quantique semi-conducteur unique couplée aux vibrations d’un fil photonique. Il a été démontré dans l'équipe, il y a quelques années, que l'énergie de transition de la boite quantique dépend de la contrainte générée par les oscillations du fil.Dans cette thèse, nous démontrons l'effet inverse, où chaque photon émis par la boite quantique s'accompagne d'une force qui entraîne l’oscillations du fil photonique. Ceci permet de réaliser un nano moteur fonctionnant grâce à la contrainte générée par une seule boite quantique pilotée par laser. L'effet est appelé "effet marteau quantique". Ce résultat ouvre la possibilité de la réalisation future d’un état quantique du mouvement par le transfert de la « quanticité » d'un système à deux niveaux vers le mouvement d’un oscillateur mécanique macroscopique
In the context of nanomechanics, quantum hybrid systems are mechanical oscillators coupled to a single individual quantum system. These systems offer radically new possibilities for the fabrication of extremely sensitive and ultra-compact optomechanical transducers, which can serve as position sensors or nano engines.The hybrid system investigated in this work consists of a single semiconducting quantum dot (QD) embedded in a vibrating photonic wire. It has been shown in the team, a few years ago, that the transition energy of the QD depends on the strain generated by the wire oscillations.In this thesis, we demonstrate the reverse effect, where each photon emitted by the QD comes along with a strain-induced force which drives the oscillations of the photonic wire. This realizes a nano engine run by a laser-driven single quantum object. The effect has been coined “Quantum Hammer effect”. This result opens the possibility for the future realization of a quantum state of motion via the transfer of the ”quantumness” of a two-level system towards the motion of a macroscopic mechanical oscillator

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Pesudo, Laure. "Une méthode hybride couplant la méthode des équations intégrales et la méthode des rayons en vue d'applications au contrôle non destructif ultrasonore." Electronic Thesis or Diss., Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLY009.

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Abstract:

Le Contrôle Non Destructif (CND) permet de sonder l’intérieur d’un milieu dans le but desurveiller son intégrité et son vieillissement. Assisté d’outils de simulation il permet de détecter, caractériseret localiser des défauts de structure du milieu inspecté mais sa fiabilité dépend de la précision des méthodesde simulation. Dans le cadre du CND ultrasonore, les méthodes usuelles (numériques et asymptotiques) sontbien souvent inadéquates pour simuler la diffraction par les défauts. On leur préfère des techniques hybrides.On propose dans cette thèse une nouvelle approche hybride pour la simulation numérique de la diffractionhaute fréquence en milieu étendu (configuration critique pour le CND). Combinant la méthode des équationsintégrales et la méthode des rayons, cette approche exploite le caractère multi-échelle du problème hautefréquence en proposant un modèle d’obstacle à deux échelles. Elle permet le calcul précis de la diffraction etla propagation rayon des champs. D’abord mise au point dans le cadre de la diffraction d’ondes acoustiquespar un obstacle de taille inférieure à la longueur d’onde (méthode barycentrique), l’approche est ensuiteétendue à des configurations de diffraction par des obstacles de l’ordre de la longueur d’onde grâce àl’introduction d’un partitionnement de l’unité de sa surface (méthode multi-centres). Pour accélérerl’approche hybride, on propose une procédure de résolution Online-Offline, basée sur un pré-calcul de lamatrice de diffraction associée à un ensemble réduit de directions d’incidence et d’observation et sur uneinterpolation polynomiale de ses vecteurs singuliers pour son évaluation dans des directions quelconquesd’émetteurs et de récepteurs. On étudie ensuite la stratégie dans le cadre de l’acoustique 3D puis on en faitune extension de principe à l’élastodynamique. On donne enfin un ensemble de pistes pour étendre l’approchehybride dans des cas de diffraction par un ou plusieurs obstacles pouvant être proches des bords du milieu
Non Destructive Testing (NDT) aims at probing a medium to check its integrity and aging. Withthe help of simulation tools, it allows to detect, caracterize and locate flaws inside a material with a precisiondepending on that of the simulation methods. Usual numerical and asymptotic methods nevertheless often failat precisely computing diffraction for ultrasonic NDT. Hybrid approaches are thus prefered in this framework.In this thesis, we propose a new hybrid strategy combining the boundary integral equation method and raytracing to compute high frequency diffraction of an obstacle in a large medium (critical NDT configuration).This strategy allows to compute precisely the diffraction effects and to convert and propagate the diffractedfield as rays. The proposed strategy relies on a two-scale model of the diffracting obstacle. First developpedto simulate acoustic waves diffraction on an obstacle of size less than the wave length (barycentric method),the hybrid strategy is then extended to compute the diffraction by an obstacle of size some wave lengths(polycentric method) thanks to the introduction of a partition of unity of the obstacle surface. Besides, inorder to accelerate the hybrid approach, we propose an Online-Offline resolution procedure based on theOffline computation of the scattering matrix for a reduced set of incidence and observation directions and onthe use of a polynomial interpolation of its singular vectors for the Online evaluation of the scattering matrixfor any incidence and observation directions. We then study the possibility of extension of the hybrid strategyto 3D acoutics and elastodynamics. We finally give several perspectives for the adaptation of the approach todeal with diffraction by one or several obstacles potentially close to the propagating medium boundaries

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Gregório, José Henrique Ramalho. "Etude de micro-plasmas créés par microondes à pression atmosphérique." Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA112216.

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Abstract:

Ce travail présente l'étude de trois résonateurs linéaires qui utilisent une excitation microonde continue (à 2. 45 GHz) pour produire des micro-plasmas stables dans l'air, l'hélium et l'argon, à la pression atmosphérique. Les décharges sont produites et maintenues dans une fente de 50 - 200 μm délimitée par deux électrodes métalliques placées à l'extrémité ouverte d'une ligne de transmission de type micro-ruban. Une attention particulière est portée à la conception et à l'optimisation des sources (en termes de réglage de la fréquence et du couplage de la puissance), suivant une approche complémentaire basée sur des simulations et des expériences. Des diagnostiques de spectroscopie optique d'émission sont utilisés pour obtenir les températures de rotation, de vibration et d'excitation du gaz, ainsi que la densité électronique du plasma. Une analyse d'imagerie est utilisée pour mesurer le volume du plasma et ainsi déduire sa densité de puissance couplée. La modélisation des micro-plasmas dans l'argon a été menée via un code hybride 1D auto-cohérent et stationnaire qui résout les équations de transport du type fluide pour les particules chargées, les espèces excitées et l'énergie moyenne des électrons et du gaz neutre, couplées à l'équation cinétique de Boltzmann pour les électrons. Un algorithme rapide quasi-implicite de relaxation temporelle a été mis au point pour résoudre numériquement les équations du plasma
This work studies three linear resonator sources, which use a continuous microwave (2. 45 GHz frequency) excitation to produce stable micro-plasmas in air, helium and argon, at atmospheric pressure. The discharges are produced and sustained within the 50 - 200 μm gap created between two metal electrodes, placed at the open-end of a microstrip-like transmission line. Particular attention is given to the design and optimization of the sources (in terms of frequency tuning and power coupling), following a complementary approach based on simulations and experiments. Optical emission spectroscopy diagnostics allow deducing the rotational, the vibrational and the excitation gas temperatures, in addition to the electron density. An imagery analysis is used to measure the plasma volume and to deduce its coupled power density. Modeling involves a 1D self-consistent stationary hybrid code for Ar micro-plasmas, which solves the fluid-type transport equations for the charged particles, the excited species, and the mean energy with the electrons and the neutral gas, coupled to the kinetic electron Boltzmann equation. The work features a fast time-relaxation quasi-implicit algorithm, for the numerical solution to the plasma equations

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Basti, Ahmed. "Développement de méthodes de synthèse pour la conception de filtres hyperfréquences compacts et optimisés en pertes." Thesis, Limoges, 2014. http://www.theses.fr/2014LIMO0023/document.

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Abstract:

Pour les systèmes de communication par satellite, des filtres avec de très bonnes performances électriques sont indispensables afin de rejeter les signaux indésirables dans de nombreuses parties de la chaîne de communication. Les technologies fort-Q peuvent répondre à cette exigence mais elles conduisent souvent à des dispositifs encombrants. D'autre part, les technologies compactes faible-Q souffrent généralement d'une dégradation des performances électriques en termes de pertes d'insertion, de sélectivité et de platitude. Pour répondre à une demande croissante concernant la réduction de la taille, il est essentiel de développer des filtres hyperfréquences compacts avec des performances électriques améliorées.Pour le filtre de réception, le défi est de concevoir un filtre passe-bande compact avec une réponse plate dans la bande passante et une forte réjection hors bande. Les pertes d'insertion ne sont pas cruciales et peuvent être compensées par un amplificateur en laissant ainsi un espace pour la conception de filtre à pertes. Un tel filtre accepte des pertes supplémentaires, qui peuvent être distribués dans le réseau afin de fournir une transmission plate dans la bande passante et une forte sélectivité hors bande.Dans le cadre de cette thèse, des nouvelles méthodes de synthèse de dispositifs de filtrage ont été étudiées et développées dans le but d’améliorer les performances tout en conservant un encombrement réduit. Ces méthodes ont été validées pour la conception de filtres de récepteur dans la charge utile de satellites de télécommunication dans le cadre d’une collaboration entre le laboratoire Xlim, le Centre National d’Etudes Spatiales et Thales Alenia Space
For satellite communication systems, high performance filters are needed in order to reject unwanted signals in many parts of the communication chain. High quality factor (Q) technologies can meet this requirement, but they often lead to bulky devices. On the other hand, compact technologies are generally low Q and suffer from a degradation of electrical performances in terms of insertion loss, selectivity and flatness. To meet a growing demand concerning size reduction, it is essential to develop compact microwave filters with improved electrical performances.For a receive filter, the challenge is to design a compact bandpass filter with a flat response in the passband and a sharp transition in the passband edges. The insertion loss is not crucial and it can be compensated by the amplifier, leaving a room to the design of a lossy filter. Such a filter accepts additional losses, which can be distributed in the network in order to provide a flat transmission in the passband and a sharp selectivity.In this thesis, new synthesis methods for filtering devices have been studied and developed to improve performances while maintaining a small footprint. These methods have been validated for the design of filters for a receiver in payload satellites as part of collaboration between the Xlim laboratory, the France National Space Centre and Thales Alenia Space

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Nguyen, Khoa Van. "Étude des effets de site dus aux conditions topographiques et géotechniques par une méthode hybride éléments finis/éléments frontières." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2005. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001839.

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Abstract:

Ce travail de thèse a pour but de développer la méthode des éléments frontières (BEM) et la méthode hybride éléments finis/éléments frontières (FEM/BEM) pour l'élastodynamique et la poroélastodynamique, et d'appliquer ces méthodes aux études d'effets de site sismiques et d'interaction dynamique sol-structure. La première partie du mémoire aborde les problèmes théoriques. Les formulations, en domaine temporel, de la BEM et de la FEM/BEM peuvent tenir compte du caractère ouvert des espaces (semi-)infinis. En particulier, la FEM/BEM peut également prendre en compte des comportements matériels complexes. Ces formulations ont cependant des difficultés numériques pouvant limiter leur applicabilité en pratique il s'agit de la stabilité numérique du schéma temporel, de l'augmentation rapide du temps de calcul avec le nombre de pas de temps et de l'effet de la troncature de l'espace semi-infini. Des techniques, destinées à améliorer les performances de ces méthodes, sont alors proposées. Pour l'application de la BEM en poroélastodynamique, une expression a de la solution fondamentale temporelle est proposée, en faisant deux hypothèses l'accélération relative, par rapport au squelette, du fluide interstitiel est négligée et les constituants du milieu (grains solides et fluide) sont incompressibles. Cette solution approchée, en termes de déplacements et de pressions interstitielles, est adéquate pour les sols sous sollicitations sismiques. Toutes les formulations sont validées et intégrées dans le code de calcul HYBRID. La seconde partie de la thèse est consacrée à l'application de la BEM et de la FEM/BEM aux calculs sismiques. Les phénomènes physiques et les caractéristiques principales des effets de site bidimensionnels, dus aux conditions topographiques et géotechniques, sont présentés. On prouve théoriquement que les effets de site peuvent considérablement aggraver le potentiel destructeur du mouvement sismique, car ils amplifient le mouvement, prolongent la durée du séisme et provoquent des mouvements différentiels. Des études paramétriques sont effectuées et montrent l'influence significative sur le mouvement sismique en surface de plusieurs facteurs le contenu fréquentiel de l'excitation, le contraste d'impédance sédiment/substratum, la géométrie du relief ou du bassin (largeur, profondeur ou hauteur, pente, forme), l'épaisseur de la sédimentation, l'effet multicouche et la saturation en eau interstitielle. Une étude, portant sur l'interaction dynamique barrage/fondation, démontre la nécessité de tenir compte de l'effet de flexibilité de la fondation dans les calculs sismiques des barrages en terre.

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Askri, Walid. "Générateurs flexibles et hybrides tribo/piézo-électrique pour l’auto- alimentation de capteurs communicants." Electronic Thesis or Diss., Nantes Université, 2024. http://www.theses.fr/2024NANU4065.

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Abstract:

L'avènement de l'Internet des objets (IoT) dans tous les domaines de la société a conduit à une prolifération de capteurs communicants de faible puissance. Dans ce contexte, les dispositifs de récupération d’énergie triboélectrique ont récemment fait l’objet d’une démonstration avec une tension en circuit-ouvert élevée. Cependant, le courant de sortie reste limité. Dans ces travaux, un générateur hybride triboélectrique-piézoélectrique a été proposé pour combiner simultanément les effets triboélectriques et piézoélectriques afin d’améliorer les performances du générateur hybride tribo-piézoélectrique. Le générateur triboélectrique est composé de la paire polytétrafluoroéthylène (PTFE) et de la mousse de polyuréthane chargée par du noir de carbone (PUC) jouant double rôle : élément électropositif (donneur d’électrons) et électrode.Le générateur hybride a été testé sur deux systèmes d’excitation : pot vibrant et soufflerie. La détermination de la capacité triboélectrique est l’une des thématiques importantes en raison de sa variabilité qui dépend du gap d’air entre le PUC et le PTFE. Avec redressement, et en utilisant deux ponts de diodes redresseurs, le générateur hybride monté sur pot vibrant génère une tension à circuit ouvert de 318 V, un courant à circuit fermé de 4,95 μA et une puissance maximale de 349 μW à une impédance optimale de 40 MΩ. Une comparaison énergétique à la même impédance confirme le gain en puissance grâce au couplage hybride. Ce générateur a permis d’alimenter un capteur de température communicant durant plusieurs cycles de mesures/transmissions de données
The advent of the Internet of Things (IoT) in all areas of society has led to a proliferation of low-power communicating sensors. In this context, triboelectric energy harvesting devices have recently been demonstrated with a high open-circuit voltage. However, the output current remains limited. In this work, a hybrid triboelectric-piezoelectric generator was proposed to simultaneously combine triboelectric and piezoelectric effects to improve the performance of the hybrid tribo-piezoelectric generator. The triboelectric generator is composed of the polytetrafluoroethylene (PTFE) pair and carbon black charged polyurethane foam (PUC) playing a dual role: electropositive element (electron donor) and electrode.The hybrid generator was tested on two excitation systems: vibratory pot and blower. The determination of the triboelectric capacitance is one of the important topics because of its variability, which depends on the air gap between the PUC and the PTFE. With rectifier, and using two rectifier diode bridges, the shaker-mounted hybrid generator generates an open-circuit voltage of 318 V, a closed-circuit current of 4.95 μA, and a maximum power of 349 μW at an optimal impedance of 40 MΩ. An energy comparison at the same impedance confirms the power gain thanks to the hybrid coupling. This generator was used to power a communicating temperature sensor during several cycles of measurements/data transmissions

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Fabre, Florian. "Conduite orientée ordonnancement d'un simulateur dynamique hybride : application aux procédés discontinus." Thesis, Toulouse, INPT, 2009. http://www.theses.fr/2009INPT023G/document.

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Abstract:

Ce manuscrit présente des travaux visant à intégrer un module d'ordonnancement (ProSched) à l'environnement de modélisation et simulation dynamique hybride PrODHyS dans le but d'automatiser la génération de scénarii de simulation de procédés discontinus sur la base d'une recette et d'une liste d'ordres de fabrication (OF). La méthodologie développée repose sur une approche mixte optimisation/simulation. Dans ce cadre, trois points essentiels ont été développés dans ces travaux : - tout d'abord, concevoir et développer des composants réutilisables (classes de recette) permettant de modéliser de manière hiérarchisée et systématique le déroulement des opérations unitaires. Pour cela, les notions de jeton Task et de macro-place paramétrable ont été introduites dans les RdPDO et permettent de décrire les recettes à réaliser par assemblage de ces composants prédéfinis. - ensuite, définir un modèle mathématique générique d'ordonnancement basé sur un formalisme de représentation bien établi (le R.T.N.) qui permet de modéliser les principales caractéristiques d'un procédé discontinu et de fournir l'ensemble des données d'entrée nécessaires au modèle de simulation. Pour cela, un modèle PLNE basé sur la formulation Unit Specific Event a été mis en œuvre. - enfin, définir l'interface existant entre le modèle d'optimisation et le modèle de simulation, à travers la notion de place de pilotage et de centre de décision au niveau du simulateur. Dans ce cadre, différentes stratégies de couplage sont proposées. Les potentialités de cette approche sont illustrées par la simulation d'un procédé complet
This thesis presents works which aim to incorporate a scheduling module (ProSched) to an environment for modeling and dynamic hybrid simulation PrODHyS in order to automate the generation of scenarios for simulation of batch processes based on a recipe and a list of production orders (OF). The methodology developed is based on a mixed optimization / simulation approach. In this context, three key points have been developed in this work: - First, design and develop reusable components (recipe classes) for the hierarchical and systematic modeling of the sequencing of unit operations. For this, the notions of Task token and macro-place have been introduced in the RdPDO formalism and allow the modeling of recipes by assembling these predefined components. - Secondly, define a generic mathematical model of scheduling based on a well defined graphical formalism (RTN) that models the main characteristics of batch processes and provide all input data necessary to the simulation model. For this, a MILP model based on the Unit Specific Event formulation has been implemented. - Finally, define the interface between the optimization model and the simulation model through the concept of control place and decision-making center at the simulator level. In this context, various strategies of mixing optimization and simulation are proposed. The potential of this approach is illustrated by the simulation of a complete manufacturing process

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Zhang, Di. "Transducteurs ultrasonores capacitifs multiéléments à couplage air pour un contrôle non destructif à focalisation dynamique de matériaux : modélisation, simulations numériques et expériences." Thesis, Bordeaux 1, 2013. http://www.theses.fr/2013BOR14893/document.

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Abstract:

Cette thèse porte sur le développement d'un traducteur ultrasonore multi-élément capacitif à couplage air (MEACUT) et son utilisation dans le domaine du contrôle non destructif (CND) de matériaux. Un modèle est employé pour simuler numériquement ce traducteur, et pour optimiser sa conception. Un prototype est ensuite fabriqué, puis caractérisé expérimentalement pour quantifier ses performances. Son originalité réside dans le fait qu'il possède une large bande passante en fréquence, tout en offrant la possibilité d'une focalisation variable. Ce prototype est alors employé pour la détection d'un endommagement causé par impact, dans une plaque composite. Il est clairement constaté que la résolution spatiale du procédé d'inspection employé (C-scan) est fortement améliorée grâce aux performances techniques du MEACUT. Enfin, un modèle hybride 3D est développé pour simuler, rapidement et intégralement, ce procédé de CND. Le très bon accord obtenu entre prédictions numériques et mesures expérimentales laisse présager que cet outil de simulation pourra servir à mettre au point d'autres expérimentations de CND, qui pourront à leur tour exploiter les performances du MEACUT
This thesis focuses on the development of a Multi-Element Air-coupled Capacitive Ultrasonic Transducer (MEACUT) and its use in the field of non-destructive testing (NDT) of materials. A numerical model is used to simulate the translator, and to optimize its design. A prototype is then built and experimentally characterized to quantify its performance. Its originality lies in the fact that it has a broad frequency bandwidth while offering the possibility of a dynamic focusing. This prototype is then used for the detection of damage caused by impact, in a composite plate. It is clearly found that the spatial resolution of the inspection process employed (C-scan) is greatly improved thanks to the technical performance MEACUT. Finally, a 3D hybrid model is developed to simulate quickly and fully, the process of NDT. The good agreement obtained between numerical predictions and experimental measurements suggests that this simulation tool can be used to develop other NDT experiments, which may in turn exploit the performance of MEACUT

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Pialat, Xavier. "Développement d'une méthode hybride eulérienne-lagrangienne pour la modélisation numérique de la phase particulaire dans les écoulements turbulents gaz-particules." Phd thesis, Ecole nationale superieure de l'aeronautique et de l'espace, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00224819.

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Abstract:

Les écoulements turbulents gaz-particules sont présents dans une large gamme d'applications, des procédés naturels (dispersion de polluants, sédimentation...) aux procédés industriels (turbomachines, lits fluidisés...).
La modélisation numérique de tels écoulements offre en conséquence un large panel de modèles. La prédiction de la phase dispersée est ainsi effectuée dans le formalisme lagrangien ou dans le formalisme eulérien.

Il n'existe pourtant pas actuellement d'outil numérique permettant d'obtenir une résolution à moindre coût de l'écoulement (de l'ordre du coût d'une résolution eulérienne) tout en conservant une prédiction précise
dans toutes les zones de l'écoulement (comme le font les approches lagrangiennes suffisamment résolues).
Une méthode élégante pour résoudre ce type de problèmes réside dans l'utilisation d'une méthode hybride
couplant des approches issues de formalismes différents.

Ce travail vise donc à développer une méthode hybride eulérienne-lagrangienne pour la modélisation numérique de la phase dispersée dans les écoulements turbulents gaz-particules. A cette fin, le domaine spatial de l'écoulement est décomposé en sous-domaines dans lesquels une seule des deux approches est utilisée. Les deux approches couplées ont en commun la description en termes statistiques de la phase dispersée, effectuée à l'aide d'une fonction densité de probabilité (pdf) jointe fluide-particule. La première repose sur une discrétisation directe de l'équation d'évolution de la pdf à l'aide d'une méthode particulaire stochastique. La deuxième est basée sur la résolution des équations eulériennes des moments déduites de l'équation de la pdf (densité, vitesse moyenne et contraintes cinétiques particulaires . . . ), fermées à l'aide d'hypothèses supplémentaires, et discrétisées par volumes-finis.

Le couplage des deux approches est basé sur la description cinétique des flux de moments au travers des interfaces entre sous-domaines, permettant la mise en place de conditions aux limites bien posées. La condition à la limite de couplage concernant le lagrangien est spécifiée par la distribution des vitesses (ou pdf) des particules entrantes dans le domaine lagrangien. Cette pdf est déduite d'informations provenant à la fois des calculs lagrangien et eulérien de l'itération de couplage précédente. Cette pdf est alors simulée par une méthode statistique dite de réjection, permettant ainsi d'imposer les caractéristiques entrantes au domaine lagrangien. Les conditions aux limites imposées au domaine eulérien peuvent être de type Dirichlet (calcul lagrangien des moments à imposer) ou de type flux (décomposition des flux en une partie donnée par les particules sortantes du domaine lagrangien, l'autre par le calcul eulérien précédent).

Les deux approches, ainsi que les méthodes de couplage, sont codées en FORTRAN90, permettant une validation dans des configurations d'écoulements homogènes (écoulements cisaillés homogènes) et inhomogènes (écoulement de canal plan ascendant) par comparaison avec des résultats d'expériences numériques. La méthode hybride est ainsi appliquée dans des situations fortement déséquilibrée (canal plan) pour lesquelles l'approche eulérienne ne permet une prédiction adéquate de l'écoulement. L'utilisation de la méthode hybride améliore sensiblement cette prédiction et démontre ainsi la faisabilité et l'intérêt d'une telle méthode.

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Ifis, Abderrazzaq. "La nouvelle approche hybride MAX-FEM pour la modélisation thermomécanique des couches minces." Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0044/document.

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Abstract:

De cette thèse, une nouvelle méthode éléments finis hybride MAX-FEM dédiée à la modélisation thermomécanique des structures avec couches minces a été développée. Cette nouvelle approche se base sur un couplage analytique-numérique de deux méthodes : les Développements Asymptotiques Raccordés (MAE) et la Partition de l'Unité (PUM). Ce couplage consiste à construire l'enrichissement de la PUM par MAE est mène à une forme corrigée de la méthode des éléments finis classique (FEM). Cette correction est obtenue à travers des matrices de correction contenant les informations géométriques et caractéristiques du matériau de la couche mince. Les matrices introduites par l'approche MAX-FEM simplifient son implémentation numérique sous différents codes de calculs (MATLAB, ABAQUS, ...) et permettent l'obtention de la solution globale en un seul calcul. Les résultats obtenus par la MAX-FEM pour des applications 1D et 2D thermomécaniques montrent une très bonne précision avec un temps de calcul minimal et sans raffinement de maillage. De plus, la MAX-FEM surmonte les limitations de la MAE ainsi que celle de la PUM en termes de nombre de calculs, de la sensibilité aux propriétés des matériaux, des conditions aux limites ainsi que l'intégration numérique. Finalement, l'approche MAX-FEM est exploitée pour le développement d'un nouveau protocole expérimental dédié à la caractérisation thermique des couches minces. Ce protocole vise l'identification, de manière simple, de la conductivité thermique de la couche mince après son élaboration et sous les deux régimes transitoire et permanent. L'approche consiste à confronter la nature du transfert thermique d'une éprouvette homogène à une contenant une couche mince. La différence relevée est directement liée à la conductivité thermique de la couche mince. Les résultats obtenus, après réalisation du banc d'essais, montrent une bonne précision de l'approche avec une méthodologie de mesure simple à mettre en oeuvre
This work introduces a new simplified finite elements method MAX-FEM based on hybrid analytical-numerical coupling. This method is intended to the multi-scales analysis of transient thermomechanical behavior of mediums containing thin layers such as bounded and coated structures. The MAX-FEM consists in correcting the classical Finite Elements Method (FEM) by correction matrices taking into account the presence of thin layers without any mesh refinement. The proposed correction is based on the analytical approach of Matched Asymptotic Expansions (MAE) and the numerical method of Partition of Unity Method (PUM). The developed approach can easily implemented under different numerical codes (MATLAB, ABAQUS, ...) and can be used to perform mechanical, thermal and thermomechanical analyses of 1D and 2D bounded and coated structures. The obtained results show a good accuracy with short computation time, and without any required mesh refinement. Also, the developed method overcomes the limitation of the MAE and PUM methods by exploiting the advantages of their coupling. Finally, the MAX-FEM approach was also used to develop an experimental test bench intended to the thermal characterization of thin layers. Indeed, a simple confrontation between the heat transfer in an homogeneous structure and a second structure with thin layer allows identifying the thermal conductivity in both transient and stationary regimes. The test bench is simple to release and the obtained results for brazed structure show a good accuracy of the developed approach

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De, person Pierre. "Jonctions tunnel à aimantation perpendiculaire : croissance, caractérisations structurales ; phénomènes de couplage, magnétotransport ; extension aux hétérostructures pour l'injection de spins dans les semiconducteurs III-V." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2007. http://www.theses.fr/2007GRE10035.

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Abstract:

Le sujet de cette thèse est l'élaboration par épitaxie et la caractérisation de dispositifs pour l'électronique de spin, à savoir une jonction tunnel magnétique (FePt/MgO/FePt) et une hétérostructure hybride métal ferromagnétique / semiconducteur III-V (FePt/MgO/GaAs). L'approche retenue dans les deux cas a été l'utilisation d'une barrière isolante MgO et d'électrodes ferromagnétiques présentant une aimantation perpendiculaire au plan de la couche, réalisées en alliage ordonné FePt (phase L1o) ; le choix de ce matériau a été adopté dans l'optique de créer des mémoires magnétiques, sa forte anisotropie permettant de stabiliser l'information magnétique. Dans le cas des jonctions tunnel magnétiques, une singularisation des propriétés magnétiques de chacune des électrodes a été mise en évidence. Des caractérisations structurales du système en cours de croissance ont permis de relier ce phénomène aux contraintes épitaxiales des films minces. De façon apparemment surprenante, le découplage magnétique du dispositif n'est pas assuré dans le cas général, la forte aimantation des électrodes étant à l'origine d'un champ de fuite très important lors des renversements d'aimantation. Nous avons mis en évidence (expérimentalement et analytiquement) un effet d'épaisseur des couches influant sur le comportement magnétique général du système. Des mesures de dynamique de renversement d'aimantation ont souligné le rôle prépondérant du piégeage des parois de domaine lors des renversements d'aimantation. Les systèmes hybrides FePt/MgO/GaAs ont été élaborés en tout-épitaxie en combinant différents bâtis de dépôt. Nous avons montré la faisabilité d'un système présentant de très bonnes propriétés structurales et magnétiques
The subject of this thesis is the elaboration by epitaxy and the characterization of devices designed for spintronic applications : magnetic tunnel junctions (FePt/MgO/FePt) and hybrid heterostructures ferromagnetic metal / semiconductor III-V (FePt/MgO/GaAs). Ln both cases we used MgO as an insulating barrier and FePt ferromagnetic electrodes with magnetization perpendicular to the surface plane (the L1o ordered alloy). This ferromagnetic material has been chosen for the purpose of creating future magnetic memories because its large anisotropy enables a stable magnetic information. Different magnetic behaviors have been shown for each of the two electrodes of the magnetic tunnel junctions. Structural characterizations of the system performed during the growth process led us to attribute this effect to the epitaxial strain of the thin films. Surprisingly at first sight, the magnetic decoupling of the system is not guaranteed in the general case because of the strong magnetization of the ferromagnetic layers that induces a strong stray field during the magnetization reversaIs. We also were able to deduce, by experiments and calculations, the influence of the thickness of the electrodes on the general magnetic properties of the device. Studies of magnetization reversaI dynamics have shed some light on the key role played by the pinning of the domain walls during the magnetization reversals. All-epitaxial FePtlMgO/GaAs hybrid systems were elaborated by combining different deposition chambers. We managed to grow systems exhibiting very good structural and magnetic properties

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Nehlig, Emilie. "Développement de nano-catalyseurs pour des réactions de couplage C-C." Thesis, Paris 13, 2014. http://www.theses.fr/2014PA132028.

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Abstract:

Ces dernières années, l’intérêt porté à l'obtention de nouveaux systèmes catalytiques a connu un essor fulgurant. Ceci est lié, en particulier, aux applications industrielles variées qui s'étendent de la chimie fine à la chimie pharmaceutique. De nombreux catalyseurs ont ainsi été développés pour un nombre toujours croissant de réactions organiques. Néanmoins, la plupart des catalyseurs homogènes sont difficiles à adapter aux procédés industriels du fait de problèmes de séparation et de régénération. De plus, même efficaces, la plupart des catalyseurs contiennent des métaux nobles, coûteux et difficiles à recycler. C’est pourquoi, de nouveaux protocoles plus économiques et plus respectueux de l’environnement ont besoin d’être recherchés. L’utilisation de nanoparticules magnétiques comme support catalytique en synthèse organique représente une solution innovante pour répondre aux problèmes catalytiques rencontrés. Le but de ce travail consiste à concevoir des nano-catalyseurs magnétiques et à évaluer leur activité catalytique ainsi que leur recyclage pour des réactions de couplage carbone-carbone très utilisées en synthèse organique. Des nanoparticules de Maghémite synthétisées dans en milieux aqueux sont ensuite stabilisées en surface par des agents complexants possédant une fonction terminale qui permettra de les fonctionnaliser avec le catalyseur désiré (L- Proline, peptides, alcaloïde, Palladium). Ces nanomatériaux hybrides, constitués d'un cœur inorganique et d'une couche organique, ont été caractérisés par diverses techniques afin de déterminer leurs propriétés. Leurs activités ont été évaluées sur des réactions de couplage carbone-carbone modèles d'aldolisation, d'addition 1,4 de Michael et la réaction de Suzuki-Miyaura
In the last decades, the interest for new catalysts and new catalytic reactions dramatically increased due to their miscellaneous industrial applications in fine or pharmaceutical chemistry for example. Lots of catalysts have been developed for an increasing number of organic reactions. Nevertheless, most of homogeneous catalysts are difficult to adapt to industrial process due to separation and regeneration problems. Furthermore, even if they are highly efficient, most of the catalysts contain noble metals often expensive and difficult to recycle. That’s why greener and much more economic protocols need to be developed. The use of nanoparticles as solid support for catalysts in organic chemistry appears as an innovative solution for solving these problems. Among the different inorganic nanomaterials, iron oxide nanoparticles represent an attractive tool due to their magnetic properties and easiness of obtaining. The aim of these work consist in designing magnetic nanocatalysts and evaluating their catalytically activity and recycling in C-C bond formation reactions which are commonly used in organic chemistry. Iron oxide nanoparticles (γ-Fe₂O₃) have been synthesized by soft chemistry in aqueous media. Particles have then been stabilized on surface by bidendate coating agents bearing a terminal function which enables post functionnalization with the desired catalyst (L-Proline, peptides, alkaloid, Palladium). These hybrids nanomaterials, with an inorganic core and an organic shell, have been characterized with various techniques in order to determine their properties. Catalysts activities have been evaluated on model C-C bond formation reactions such as aldolisation, 1, 4-Michael addition and cross coupling Suzuki-Miyaura cross coupling

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Añez, Javier. "Modélisation de l'injection de pétrole pour les procédés FCC (Fluid Catalytic Cracking)." Thesis, Normandie, 2018. http://www.theses.fr/2018NORMR132/document.

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Abstract:

Cette thèse est une entreprise commune de VINCI Technologies et du laboratoire CNRS CORIA. De nombreux injecteurs comportent une zone de mélange interne dans laquelle les phases liquides et gazeuses sont toutes deux présentes dans une proportion significative. Par conséquent, cette zone appartient à la catégorie des écoulements diphasiques denses. Pour simuler la dispersion du liquide et caractériser le spray de ces injecteurs, des modèles appropriés sont nécessaires. Les points clés de cette approche sont la dispersion du liquide qui peut être associé au flux liquide turbulent et la quantité de surface liquide-gaz. En particulier, ce manuscrit rapporte, d’une part le développement théorique des modèles de la famille ELSA et, d’autre part, les approximations industrielles correspondantes. Le solveur proposé bascule dynamiquement du spray ICM au spray de sous- maille, à travers le concept ELSA et grâce à l’indicateur basé sur la résolution (IRQ). D’autre part, une fois la zone diluée se forme, l’approche ELSA est couplée à la méthode d’écoulement multiphase, qui vise à déterminer la distribution du spray à l’aide de l’équation WBE. Cette dernière équation est résolue avec une méthode hybride Euler-Lagrange. Le but est de résoudre l’équation WBE avec une approche stochastique Lagrangienne, tout en préservant la compatibilité avec la description Eulerienne de l’écoulement diphasique, basée sur ELSA, pour tirer parti des deux approches. Finalement, ces approches développées ont été utilisées pour des applications industrielles montrant leur robustesse et leur capacité à aider dans le processus de développement de nouveaux injecteurs
This PhD is a joint venture between VINCI Technologies and the CNRS Laboratory CORIA. For its application, VINCI Technologies, developed mainly oil-related equipments and in particular injection/atomization systems. Some of these injectors are characterized by a very big geometrical dimensions (several meters long), that leads to very high Reynolds and Weber number. In addition, many injectors incorporate an internal mixing zone, in which liquid and gas phases are both present in a significant proportion. Consequently, this zone belongs to the dense two-phase flow category. To simulate the liquid dispersion and to characterize the spray formation special from these injectors, appropriate models are required. On its side, the CORIA team, has developed a suitable approach, so-called ELSA, based on the pioneering work of Borghi and Vallet [1, 2]. Key points of this approach are the liquid dispersion that can be associated to the turbulent liquid flux and the amount of liquid-gas surface that can be used to determine eventually the Sauter mean diameter (SMD) of the spray. During this PhD, the applications proposed by V INCI Technologies, have promoted a review of a large part of the multiphase flow approaches to find the more appropriate for each case. This has been the opportunity to clarify the range of application of each approach, and therefore stress the necessity to develop coupled approaches, in order to cover the proposed application in the most suitable way. In particular, this manuscript reports, in one hand, the theoretical development of the ELSA family models, and on the other hand, the corresponding industrial approximations. Since ELSA approaches are originally developed for RANS simulation of the dense zone, it has been extended to LES description. The link of this approach to the DNS¡ ICM approach, has been studied with a special care. The resulting proposed solver, switches dynamically from ICM to subgrid spray, through the ELSA concept, and thanks to resolution based indicator (IRQ). On the opposite side, once the dispersed spray is formed, the ELSA approach is coupled to multiphase flow method, that aims to determine the spray distribution through the WBE equation. This later equation, is solved with an original hybrid Euler-Lagrange method. The purpose is to solve the WBE equation with a Lagrange stochastic approach, and at the same time, preserving the compatibility to the Euler description of two-phase flow, based on ELSA, to benefit from both approaches. This coupled approach has been tested against academic experimental data coming from ECN research initiative, a combined DNS and experimental measurement of dispersed spray on a Diesel jet, and under an air-blast atomizer numerical test case, for which the mean liquid volume fraction has been measured. Eventually, these developed approaches have been applied to industrial application showing there robustness and their capacity to help in the process of design development of new injectors

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Zuo, Peng. "Synthèses, études structurales et physiques de doubles pérovskites ordonnées NaLnCoWO6 : recherche de nouveaux composés multiferroïques basés sur la ferroélectricité hybride impropre." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAI113/document.

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Abstract:

Ce travail porte sur la synthèse et la caractérisation de nouveaux matériaux multiferroïques basés sur le concept très récent de la Ferroélectricité Hybride Impropre.Deux classes de matériaux ont été envisagées : les oxydes de type Ruddlesden-Popper NaRMO4 (R=Y, La; M= Mn, Cr) et les doubles pérovskites ordonnées NaLnCoWO6 (Ln= Y, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, and Yb). Les essais de synthèse sur la première classe n’ont pas permis d’obtenir les composés visés. Pour la seconde classe, l’ensemble des composés ont pu être obtenus par synthèse par voie solide à haute température. Les composés NaLnCoWO6 (Ln=La, Pr, Nd) ont été synthétisés à pression ambiante. L’usage des techniques de Hautes Pressions – Hautes Températures (HP-HT) a permis de stabiliser les composés contenant des terres rares plus petites et d’obtenir ainsi neuf nouveaux composés aux propriétés inédites.L’utilisation combinée de la diffraction sur poudre des rayons X au synchrotron et des neutrons a permis une étude structurale fine de la famille des doubles pérovskites ordonnées NaLnCoWO6. Les groupes d’espace ont été déterminés grâce aux affinements Rietveld des diffractogrammes de Rayons X sur poudre haute résolution. Les composés NaLnCoWO6 (Ln=La, Pr, Nd) cristallisent dans le groupe d’espace centrosymétrique C2/m tandis que les 9 nouveaux composés (Ln= Y, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, and Yb) cristallisent dans le groupe d’espace polaire P21. Des mesures de génération de seconde harmonique confirment la structure non-centrosymétrique des nouveaux composés. L’analyse adaptée des modes de symétrie des composés cristallisant dans la structure polaire montre que l’amplitude du mode polaire induit augmente avec la diminution de la taille du cation Ln3+. La polarisation estimée à partir des affinements de la structure pourrait atteindre jusqu’à ~20µC/cm2.Une transition de phase présentant une très large hystérésis en température (~150K) a été observée par diffraction des neutrons pour le composé NaLaCoWO6. De plus, les images obtenues en Microscopie Electronique en Transmission révèlent la présence de bandes dans la phase haute température. Cette superstructure présente une périodicité de 12ap selon la direction [100]p ou [010]p . On a pu montrer à l’aide d’observations en STEM (microscopie à balayage en transmission) combinées avec des mesures en EELS (spectroscopie de pertes d’énergie des électrons) que ce contraste de bandes n’est pas lié à une variation de composition mais bien à une variation structurale. Différents modèles de rotations des octaèdres d’oxygènes ont été élaborés pour valider les données expérimentales obtenues par diffraction des rayons X et de neutrons. Le schéma de rotation qui décrit au mieux les données est a-a-c0. Concernant la phase basse température le groupe d’espace attribué est le groupe polaire P21.Les caractérisations magnétiques ont été réalisées pour toutes ces phases. Tous les composés NaLnCoWO6 s’ordonnent dans une configuration antiferromagnétique. Les températures de Néel varient entre 4 et 13K en fonction de la nature de la terre-rare. Les moments effectifs déterminés par la loi de Curie-Weiss sont en accord avec les moments théoriques attendus. Toutes les températures de Weiss sont négatives traduisant le fait que les interactions antiferromagnétiques sont prépondérantes dans ces systèmes. Les structures magnétiques ont été déterminées pour les composés Ln= Y, La, Tb, and Ho. Pour ces mêmes composés, des mesures diélectriques en fonction de la température et du champ magnétique ont permis de mettre en évidence un couplage magnéto-diélectrique conséquent pour Ln=Y and Ho. Les mesures de courant pyroélectrique autour de la transition magnétique montrent qu’il existe une polarisation induite par l’ordre magnétique dans le composé NaYCoWO6.. C’est la première mise en évidence expérimentale d’un couplage magnéto-électrique dans la famille des doubles pérovskites ordonnées AA’BB’O6
In this study, new magneto-electric materials were synthesized on the basis of the very recently recognized ferroelectric inducing mechanism, hybrid improper ferroelectricity, and structural and physical properties characterizations were carried out on these new phases.Two classes of materials were focused on: the Ruddlesden-Popper oxides NaRMO4 (R=Y, La; M= Mn, Cr) and the doubly ordered perovskites NaLnCoWO6 (Ln= Y, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, and Yb). Attempts to synthesize the former class failed to give the target phases. All compounds in the latter class were prepared successfully by solid-state reactions at high temperature, among which the compounds NaLnCoWO6 (Ln=La, Pr, Nd) were prepared at ambient pressure while the other nine compounds were synthesized at high pressure.The structural study of the doubly ordered perovskite family NaLnCoWO6 was performed by synchrotron X-ray powder diffraction (SXRPD) and neutron powder diffraction (NPD). Based on the Rietveld refinement of the SXRPD patterns, the space groups were assigned. NaLnCoWO6 (Ln=La, Pr, Nd) compounds crystallize in the centrosymmetric C2/m symmetry, whereas the other nine new compounds crystallize in the polar space group P21. Second harmonic generation measurements on powder confirmed the non-centrosymmetric structure of the new compounds. Symmetry mode analysis demonstrates that the amplitude of the induced polar mode increases with a decreasing Ln cation size. The amplitude of the polarization was estimated from the refined structures, and can be as large as ~20µC/cm2.A structural phase transition was observed by NPD in NaLaCoWO6 with a large temperature hysteresis of ~150K. In addition, stripes were observed on the high-resolution transmission electron microscopy (TEM) images in the high temperature phase. The periodicity of this superstructure is 12ap along either the [100]p or [010]p direction. Further investigations by scanning TEM and electron energy loss spectroscopy revealed that the contrast of the stripes is due to a structural modulation rather than a compositional variation. Octahedral tilt twinning models were built with different tilting schemes to fit the observed SXRPD and NPD patterns. The tilting scheme a-a-c0 describes successfully the data. The low temperature phase was unambiguously determined to possess the polar space group P21.Magnetic and electric properties were experimentally characterized. All NaLnCoWO6 compounds order antiferromagnetically below TN which is between 4 and 13K. Curie-Weill fits were performed for all compounds, yielding reasonable effective magnetic moments compared to the theoretical ones. Weiss temperatures were all determined to be negative further indicating that antiferromagnetic interactions are dominant in these systems. Magnetic structures were determined for four NaLnCoWO6 (Ln= Y, La, Tb, and Ho) compounds, of which two have non-magnetic Ln cations (Y and La) and two have magnetic ones (Tb and Ho). Magneto-dielectric coupling was experimentally observed in compounds NaLnCoWO6 (Ln=Y, Tb, Ho) by dielectric measurements as a function of temperature and magnetic field. Polarization was derived for the Y and Ho compounds from pyroelectric current measurement, however, only the NaYCoWO6 compound demonstrates a polar behavior which cannot be switched. This is the first evidence that electric polarization can be induced by the magnetic ordering in the AA’BB’O6 class materials

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Bellivier, Axel. "Modélisation numérique de la thermoaéraulique du bâtiment : des modèles CFD à une approche hybride volumes finis-zonale." Phd thesis, Université de la Rochelle, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007009.

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Abstract:

Dans le contexte de la modélisation 3D en thermo-aéraulique du bâtiment à l'aide de codes de champs, il est nécessaire de réduire les temps de calcul afin de modéliser des volumes toujours plus grands. La solution proposée dans cette étude est le couplage de deux modélisations : l'approche zonale et l'approche CFD. La première partie du travail effectué est la mise en place d'une modélisation CFD simplifiée. Cette dernière propose des règles d'utilisation de maillages grossiers, une loi de viscosité effective constante et de coefficients d'échange thermique adéquats à la thermo-aéraulique du bâtiment. La seconde partie du travail concerne la création de Macro-Eléments fluides et leur couplage avec un calcul de type CFD volumes finis. En fonction des conditions aux limites du problème, une description locale de l'écoulement moteur est proposée via la mise en place et l'utilisation de lois d'évolution semi-empiriques. Le Macro-Elément est ensuite inséré dans le calcul CFD : les valeurs de la vitesse calculées par les lois d'évolution sont imposées aux cellules CFD correspondants au Macro-Elément. Nous appliquons ces deux approches sur cinq cas tests représentatifs en thermo-aéraulique du bâtiment. Les résultats sont confrontés à des données expérimentales et à des simulations numériques de type RANS traditionnelle. Nous mettons en évidence l'important gain de temps que notre approche permet d'obtenir, tout en conservant une bonne qualité de résultats numériques.

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Peyrounette, Myriam. "Towards brain-scale modelling of the human cerebral blood flow : hybrid approach and high performance computing." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2017. http://oatao.univ-toulouse.fr/19543/1/Peyrounette.pdf.

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Abstract:

The brain microcirculation plays a key role in cerebral physiology and neuronal activation. In the case of degenerative diseases such as Alzheimer’s, severe deterioration of the microvascular networks (e.g. vascular occlusions) limit blood flow, thus oxygen and nutrients supply, to the cortex, eventually resulting in neurons death. In addition to functional neuroimaging, modelling is a valuable tool to investigate the impact of structural variations of the microvasculature on blood flow and mass transfers. In the brain microcirculation, the capillary bed contains the smallest vessels (1-10 μm in diameter) and presents a mesh-like structure embedded in the cerebral tissue. This is the main place of molecular exchange between blood and neurons. The capillary bed is fed and drained by larger arteriolar and venular tree-like vessels (10-100 μm in diameter). For the last decades, standard network approaches have significantly advanced our understanding of blood flow, mass transport and regulation mechanisms in the human brain microcirculation. By averaging flow equations over the vascular cross-sections, such approaches yield a one-dimensional model that involves much fewer variables compared to a full three-dimensional resolution of the flow. However, because of the high density of capillaries, such approaches are still computationally limited to relatively small volumes (<100 mm3). This constraint prevents applications at clinically relevant scales, since standard imaging techniques only yield much larger volumes (∼100 cm3), with a resolution of 1-10 mm3. To get around this computational cost, we present a hybrid approach for blood flow modelling where the capillaries are replaced by a continuous medium. This substitution makes sense since the capillary bed is dense and space-filling over a cut-off length of ∼50 μm. In this continuum, blood flow is characterized by effective properties (e.g. permeability) at the scale of a much larger representative volume. Furthermore, the domain is discretized on a coarse grid using the finite volume method, inducing an important computational gain. The arteriolar and venular trees cannot be homogenized because of their quasi-fractal structure, thus the network approach is used to model blood flow in the larger vessels. The main difficulty of the hybrid approach is to develop a proper coupling model at the points where arteriolar or venular vessels are connected to the continuum. Indeed, high pressure gradients build up at capillary-scale in the vicinity of the coupling points, and must be properly described at the continuum-scale. Such multiscale coupling has never been discussed in the context of brain microcirculation. Taking inspiration from the Peaceman “well model” developed for petroleum engineering, our coupling model relies on to use analytical solutions of the pressure field in the neighbourhood of the coupling points. The resulting equations yield a single linear system to solve for both the network part and the continuum (strong coupling). The accuracy of the hybrid model is evaluated by comparison with a classical network approach, for both very simple synthetic architectures involving no more than two couplings, and more complex ones, with anatomical arteriolar and venular trees displaying a large number of couplings. We show that the present approach is very accurate, since relative pressure errors are lower than 6 %. This lays the goundwork for introducing additional levels of complexity in the future (e.g. non uniform hematocrit). In the perspective of large-scale simulations and extension to mass transport, the hybrid approach has been implemented in a C++ code designed for High Performance Computing. It has been fully parallelized using Message Passing Interface standards and specialized libraries (e.g. PETSc). Since the present work is part of a larger project involving several collaborators, special care has been taken in developing efficient coding strategies.

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Massard, Alexandre. "Ligands hybrides : synthèse et chimie de coordination." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00704510.

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Abstract:

Ce manuscrit traite de la synthèse de ligands hybrides et de leur chimie de coordination. La première partie est consacrée aux ligands Cp-imidazole, Cp-imidazolium et Cp-phosphine. Plusieurs voies de synthèse ont été développées pour accéder à ces ligands mixtes. Leur chimie de coordination est également étudiée avec le titane. Dans la seconde, une technique développée au laboratoire pour synthétiser des phosphine-oléfines a été appliquée pour obtenir un ligand phosphine-diène, possédant trois sites de coordination potentiels. Avec différents métaux de transitions, nous avons étudié les modes de coordination de ce ligand hybride. Certains complexes formés ont également été testés en catalyse. Dans la troisième partie a été étudiée la chimie de coordination de bisaminophosphoniums vis-à-vis du titane. Ces ligands ont pu être coordinés à différents états de déprotonation, conduisant à des complexes cationiques ou neutres.

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Lyonnet, Florian. "Modélisation du Contrôle Non Destructif ultrasonore de tubes métalliques pour l’activité nucléaire : approche 3D, confrontation à l’expérience et prise en compte de différentes géométries de défauts réels." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS566.

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Abstract:

En matière de sûreté des réacteurs nucléaires civils, l’enveloppe métallique qui entoure la matière fissile est considérée comme une barrière de confinement primordiale. En fin de fabrication, ces gaines métalliques sont inspectées par plusieurs techniques de Contrôles Non Destructifs (CND) dont un contrôle ultrasonore. Perfectionner l’utilisation de ce contrôle est un enjeu important pour l’entreprise Framatome, aussi bien du point de vue de la qualité que de la productivité. Depuis 2010, Framatome mène un projet de recherche visant à développer un modèle numérique performant du contrôle ultrasonore des tubes gaines. Ce travail de thèse propose un modèle numérique 3D en trois étapes indépendantes avec pour but l’optimisation et la réutilisation de calculs intensifs. Un découplage entre le défaut et la pièce métallique est présenté. Le modèle proposé utilise des méthodes numériques de type semi-analytique et Différences Finies en Domaine Temporel (FDTD) pour réaliser des calculs de référence de la pièce métallique et du défaut. Un code de couplage parallélisé et optimisé est proposé pour reconstruire très rapidement les signaux ultrasonores issus de toutes les combinaisons pièce/défaut possibles. Les performances de ce modèle numérique sont évaluées par comparaison avec des signaux expérimentaux enregistrés sur un banc d’essais automatisé
Reagrding the safety of civil nuclear installations, the metallic cladding that contains the fissile material has a great significance. Before filling, each tube is controlled by means of an automated ultrasonic inspection. For the French manufacturer Framatome, improving this process can have a positive impact on both quality and productivity. Since 2010, Framatome is conducting a project for the development of a numerical model of its ultrasonic inspection. In this work we propose a 3D model based on three independent steps which allows the re-utilization of optimized calculations. This model is able to simulate the echoes recorded during the inspection of a flawed product. We present a decoupling between the calculation of the flaw diffracted field and the incident field in the pipe. Our model uses both a semi-analytical method and a Finite Difference method to assess the reference computations of several flaws and several control configurations (inspection angle). A highly parallelized coupling code is proposed to reconstruct the echo signals from the reference fields. The improvement in term of computation time is evaluated and the results are compared with experimental results measured on an automated ultrasonic bench

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Citrain, Aurélien. "Hybrid finite element methods for seismic wave simulation : coupling of discontinuous Galerkin and spectral element discretizations." Thesis, Normandie, 2019. http://www.theses.fr/2019NORMIR28.

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Pour résoudre des équations d’ondes posées dans des milieux hétérogènes avec des éléments finis et un coût numérique raisonnable, nous couplons la méthode Discontinue de Galerkine (DGm) avec des éléments finis spectraux (SEm). Nous utilisons des maillages hybrides composés de tétraèdres et d’hexaèdres structurés. Le couplage est réalisé en partant d’une formulation DG mixte primale posée dans un maillage hybride composé d’un macro-élément hexaédrique et d’un sous-maillage composé de tétraèdres. La SEm est appliquée dans le macro-élément découpé en hexaèdres structurés et le couplage est assuré par les flux numériques de la DGm appliqués sur les faces internes du macro-élément communes avec le maillage tétraédrique. La stabilité de la méthode couplée est démontrée quand l’intégration en temps est effectuée avec un schéma Saute-Mouton. Les performances de la méthode couplée sont étudiées numériquement et on montre que le couplage permet de réduire les coûts numériques avec un très bon niveau de précision. On montre aussi que la formulation couplée peut stabiliser la méthode DG appliquée dans des domaines incluant des couches parfaitement adaptées
To solve wave equations in heterogeneous media with finite elements with a reasonable numerical cost, we couple the Discontinuous Galerkin method (DGm) with Spectral Elements method (SEm). We use hybrid meshes composed of tetrahedra and structured hexahedra. The coupling is carried out starting from a mixed-primal DG formulation applied on a hybrid mesh composed of a hexahedral macro-element and a sub-mesh composed of tetrahedra. The SEm is applied in the macro-element paved with structured hexahedrons and the coupling is ensured by the DGm numerical fluxes applied on the internal faces of the macro-element common with the tetrahedral mesh. The stability of the coupled method is demonstrated when time integration is performed with a Leap-Frog scheme. The performance of the coupled method is studied numerically and it is shown that the coupling reduces numerical costs while keeping a high level of accuracy. It is also shown that the coupled formulation can stabilize the DGm applied in areas that include Perfectly Matched Layers

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Awada, Hussein. "Elaboration des matériaux hybrides, organiques/ oxydes métalliques pour le photovoltaique organique." Thesis, Pau, 2014. http://www.theses.fr/2014PAUU3016/document.

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Abstract:

The performance and life time of organic solar cells are critically dependent on the properties of active layer materials and device interfaces. In this manuscript, we developed new organic-inorganic hybrid materials to create intimate contact between donor and acceptor phases and facilitate the interfacial electronic charge transfer through the device. First, the synthesis of versatile triethoxysilane-terminated poly(3-hexylthiophene) P3HT for direct anchoring (grafting-onto) in one step procedure to various metallic oxides was reported. Electro-optical analysis showed an efficient charge transfer from the polymer to nanoparticles; suggesting that these materials are suitable candidates for photovoltaic application. In the second part, we demonstrate for the first time the elaboration of low band gap polymer brushes on metallic oxide surfaces via surface initiated step growth polymerization (grafting-through). In both cases, a higher grafting density, better packing of polymer chains and enhanced optical properties were observed due to the grafting methodology and polymer characteristics. Finally, P3HT brushes were elaborated on indium tin oxide surface (ITO) as hole transporting layer of organic solar cells. Photovoltaic performances showed that P3HT self-assembled monolayer (SAMs) could be promising alternatives to PEDOT:PSS
Les performances et la durée de vie des cellules solaires organiques sont fortement dépendantes de la qualité des matériaux de la couche active et des interfaces dans le dispositif. Dans ce manuscrit, nous avons développé des nouveaux matériaux hybrides organiques-inorganiques pour favoriser le contact entre les matériaux donneur/accepteur d’électrons et ainsi faciliter le transfert de charges à travers le dispositif. Tout d'abord, la synthèse de poly(3-hexylthiophène) P3HT fonctionnalisé par le triéthoxysilane a permis le greffage direct (« grafting-onto ») sur des oxydes métalliques. L’analyse des propriétés électro-optiques montre un transfert de charge efficace du polymère aux nanoparticules; ce qui suggère que ces matériaux sont des candidats potentiels pour l'application photovoltaïque. Dans la deuxième partie, nous avons montré pour la première fois, l’élaboration de brosses de polymères dits à faible bande interdite sur des surfaces d’oxydes métalliques par la technique « grafting-through ». Une densité de greffage élevée, un meilleur empilement des chaines de polymères et des propriétés optiques améliorées ont été obtenus grâce à la technique de greffage et aux caractéristiques du polymère greffé. Enfin, des brosses de P3HT ont été élaborées sur la surface d’oxyde d'indium et d’étain (ITO) en tant que couche de transport de trous de cellules solaires organiques. Les performances photovoltaïques ont montré que les monocouches auto-assemblées de P3HT (SAM) peuvent être une alternative au PEDOT: PSS

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Imaddahen, Amine. "Étude expérimentale multi-échelle et modélisation hybride prédictive du comportement, de l'endommagement et de la durée de vie en fatigue d’un matériau composite polypropylène / fibres de verre." Thesis, Paris, HESAM, 2020. http://www.theses.fr/2020HESAE063.

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Abstract:

L’objectif final de ce travail est de proposer un outil numérique capable de prédire l'endommagement et la durée de vie en fatigue des matériaux et structures en composite à matrice thermoplastique. Pour ce faire, une étude expérimentale multi-échelle du matériaux PPGF40 (polypropylène chargé en fibre de verre à 40% en masse) est réalisée. Une analyse qualitative, mais aussi quantitative des différents mécanismes d’endommagement se produisant lors d’une sollicitation mécanique a été réalisée à travers des essais de flexion trois points in situ MEB, des essais de fatigue interrompus et des observations des faciès de rupture en monotone et en fatigue. A la lumière de ces essais nous avons conclu que la décohésion de l’interface fibre-matrice et la propagation des fissures à travers les interfaces apparait être le phénomène prépondérant menant à la ruine du matériau et cela indépendamment de l’orientation des fibres et du mode de sollicitation monotone ou fatigue. La démarche hybride proposée est basée sur un modèle micromécanique / phénoménologique permettant de prendre en compte l’endommagement à l’interface fibre-matrice et la plasticité de la matrice. Pour ce faire, un critère local statistique d’endommagement à l’interface fibre-matrice est introduit dans un modèle de Mori et Tanaka et la linéarisation du comportement plastique de la matrice est réalisée pas à pas, en utilisant une approche en champs moyens avec une formulation sécante. Le modèle micromécanique utilisé permet alors de prédire le comportement du matériau sous chargement monotone et notamment la première perte de rigidité en fatigue. L’analyse des résultats montre que cette dernière est directement liée à la durée de vie en fatigue du matériau. Ainsi, une méthodologie prédictive de la durée de vie est proposée et validée pour différentes configurations microstructurales. Un critère de rupture en fatigue est proposé en fonction du nombre de cycles
The main objective of this work, is to provide a numerical tool, capable of predicting the damage and fatigue life of thermoplastic matrix composites materials and structures. To do this, a multi-scale experimental study of the PPGF40 material (polypropylene loaded with 40% by mass of glass fiber) is carried out. A qualitative, but also a quantitative analysis of the various damage mechanisms occurring during mechanical loading was carried out through in-situ three-points SEM bending tests, interrupted fatigue tests and observations of fracture faces in monotonic and cyclic loading. In the light of these tests, we concluded that the decohesion of the fiber-matrix interface, and the propagation of cracks through the interfaces, appears to be, the predominant damage phenomenon leading to the fracture of the material and that, regardless of the orientation of the fibers and the loading mode. The proposed hybrid approach is based on a micromechanical / phenomenological model taking into account the damage at the fiber / matrix interface and the plasticity of the matrix. To do this, a local statistical criterion of damage at the fiber-matrix interface is introduced into a Mori and Tanaka model, and the linearization of the plastic behavior of the matrix is done step by step, using the mean field approach with a secant formulation. The micromechanical model used then, makes it possible to predict the behavior of the material under monotonic loading, and in particular the first stiffness loss during the fatigue. Analysis of the experimental results shows that the latter is directly related to the fatigue life of the material. Thus, a predictive methodology of the fatigue life is proposed and validated for various microstructural configurations. A fatigue failure criterion is proposed according to the number of cycles

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Desbans, Coraline. "Analyse physico-chimique de mélange complexe d’oligosaccharides d’héparine, par couplage chromatographie liquide haute performance d’appariement d’ions en phase inverse et spectrométrie de masse de type hybride Q-TOF et FT-ICR : Compréhension des mécanismes d’interactions des oligosaccharides polysulfatés avec des dérivés ammonium." Paris 6, 2008. http://www.theses.fr/2008PA066710.

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Cunha, Guilherme. "Optimisation d'une méthodologie de simulation numérique pour l'aéroacoustique basée sur un couplage faible des méthodes d'aérodynamique instationnaire et de propagation acoustique." Thesis, Toulouse, ISAE, 2012. http://www.theses.fr/2012ESAE0028/document.

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Abstract:

Le présent travail a consisté à évaluer, améliorer et valider plus avant une méthode de couplage faible CFD/CAA, notamment relativement à son application à des problèmes réalistes de bruit avion. Entre autres choses, il a été ici montré dans quelle mesure une telle méthode hybride peut effectivement (i) s’accommoder des contraintes inhérentes aux applications réalistes, (ii) sans être menacée par certains de ses inévitables effets de bord (tels que la dégradation du signal auxquelles sont soumises les données CFD, lorsqu’elles sont traitées ou exploitées acoustiquement)
The present work consisted in improving, assessing and validating further the CFD/CAA surface weak coupling methodology, with respect to its application to realistic problems of aircraft noise. In particular, it was here shown how far such hybrid methodology could (i) cope with all stringent constraints that are dictated by real-life applications, (ii) without being jeopardized by some of the unavoidable side-effects (such as the signal degradation to which CFD data are subjected, when processed or being then acoustically exploited)

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Dwadnia, Nejib. "Ligands ferrocéniqes hybrides (P, N) : synthèse, coordination aux métaux et applications en catalyse de couplage d'arylation." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2017. http://www.theses.fr/2017UBFCK050/document.

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Abstract:

La thématique de recherche développée au cours de cette thèse concerne l’élaboration de nouveaux ligands mixtes ferrocéniques hybrides-(P,N) à conformation contrôlée, robustes et stables à l’air. Ces ligands tétradentes hybrides comportent deux types de fonctions coordinnantes aux propriétés stériques et électroniques distinctes. Leur chimie de coordination avec des métaux tels que l’or ou le palladium a été étudiée et certains complexes d’Au(I) isolés ont été utilisés en catalyse de couplage d’arylation des iodures d’aryles. La première partie de cette thèse porte sur une étude bibliographique concise reflétant la diversité des ligands ferrocénique azotés et hybride-(P,N) et leurs voies de synthèse, pour finalement retracer leur chimie de coordination aux métaux de transition (Pd, Au) ainsi que leurs applications catalytiques. La deuxième partie traite la synthèse d’une famille de composés bis(aminométhyl)-ferrocène et les dérivés associés de manière sélective par amination réductrice du 1,1'- diformylferrocène ou du 1,1'-bis(tert-butyl)-3,3'-diformylferrocène avec une variété d’amines primaires et secondaires. Dans la troisième partie nous présentons les stratégies de synthèse qui ont été utilisées pour la préparation de hybrides-(P,N) ferrocéniques ainsi que leur contrôle conformationnel, et la caractérisation structurale de ces molécules. Leur coordination à des sels de palladium a été étudiée. Les complexes de coordinations correspondants ont étés isolés avec de très bons rendements, et caractérisés en solution par RMN 1H , 13C, 31P, 15N, et à l’état solide par diffraction des rayons X. La quatrième et dernière partie est dédiée à l’étude de la coordination à l’or. Trois nouveaux complexes d’Au(I) dinucléaires, incorporant des ligands ferrocéniques hybride-(P,N), ont étés isolés est caractérisés. L‘un parmi ces complexes a montré une efficacité particulière pour la réaction d’arylation des iodures d’aryles
The research theme developed during this thesis concerns the development of new hybrid ferrocene hybrid (P, N) ligands with controlled conformation, robust and stable to air. These hybrid tetradent ligands comprise two types of coordinating functions with distinct steric and electronic properties. Their coordination chemistry with metals such as gold or palladium has been studied and some isolated Au (I) complexes have been used in the arylation coupling catalysis of aryl iodides

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Urbina, Iglesias Laura Sofia. "Guidance and robust control methods for the approach phase between two orbital vehicles with coupling between translational and rotational motions." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30086/document.

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Abstract:

Les techniques liées au vol en formation et aux opérations de proximité de satellites autonomes font partie des technologies opérationnelles spatiales les plus marquantes et les plus ambitieuses de ces dernières années. En particulier, cela nécessite la complète maitrise des phases de rendez-vous proche et de survol par un satellite actif avec un satellite, une station ou un débris passif. Le développement de systèmes GNC (Guidage Navigation Contrôle) associés performants et sûrs repose sur la connaissance d'un modèle dynamique réalisant un bon compromis entre faible complexité et prise en compte suffisante des principales caractéristiques dynamiques et cinématiques de ce type de systèmes. La première partie de cette thèse est consacrée au développement d'une modélisation unifiée de la dynamique relative couplée entre un satellite coopératif chasseur et un satellite cible non coopérative. En effet, lorsque deux satellites sont proches l'un de l'autre, ils ne peuvent plus être traités comme des masses ponctuelles, car leur forme et leur taille affectent le mouvement relatif entre les points de masse décentralisés, conduisant à un couplage des mouvements de translation et de rotation. Ce développement est abordé de manière progressive: le mouvement de translation relatif non linéaire est décrit sous hypothèses képlériennes dans le repère orbital de la cible ainsi que le modèle linéarisé associé. Ensuite, le modèle non linéaire d'attitude relative est présenté au moyen des paramètres d'Euler-Rodrigues. Enfin, le formalisme des quaternions duaux est utilisé afin d'obtenir le modèle relatif couplé en translation et en attitude. La phase de modélisation du mouvement relatif linéaire de translation a ainsi permis de mettre en évidence certaines transformations de coordonnées conduisant à une caractérisation intéressante des trajectoires périodiques du chasseur et ainsi de proposer un premier type de loi de contrôle de guidage pour la phase d'approche et de survol. Dans l'ensemble de notre travail, nous considérons un chasseur équipé de propulseurs chimiques et l'hypothèse classique des poussées impulsionnelles. Ce type de systèmes dynamiques conciliant dynamique continue et contrôle impulsionnel se définit naturellement comme une classe particulière de systèmes dynamiques hybrides. Plusieurs lois de contrôle hybrides sont alors proposées afin de stabiliser le chasseur sur une trajectoire de référence périodique proche de la cible. Les propriétés de stabilité et de convergence de ces différentes lois sont analysées et de nombreuses simulations numériques montrent les forces et les faiblesses de chaque contrôleur en termes d'indices de performance comme le temps de convergence, la consommation ainsi que des contraintes de sécurité. Dans un second temps, des contraintes opérationnelles supplémentaires (contraintes de visibilité par exemple) sont prises en considération en imposant une direction d'approche rectiligne (glideslope) au chasseur. Cette trajectoire impose au satellite chasseur de suivre une droite dans n'importe quelle direction du repère local reliant l'emplacement courant du chasseur à sa destination finale. Sous l'hypothèse de propulsion impulsionnelle, les résultats existant dans la littérature pour ce type d'approche ont été généralisés aux orbites elliptiques en identifiant une nouvelle formulation du problème comprenant des degrés de liberté utiles qui permettent de minimiser la consommation de carburant tout en contrôlant l'excursion de la trajectoire libre en dehors de la droite de glideslope en la confinant dans un couloir d'approche défini par l'utilisateur. La synthèse des lois de guidage ainsi obtenues repose sur la résolution de problèmes d'optimisation SDP dans le cas général ou linéaire pour les cas plus simples d'approche standards du type V-bar ou R-bar
The techniques related to formation flying and proximity operations of autonomous satellites belong to the most significant and challenging operational space technologies of the last years. In particular, they require full mastery of the close-range rendezvous and observation phases by an active satellite with a passive satellite, station or debris. The development of efficient and safe associated GNC systems relies on the knowledge of a dynamic model that achieves a good trade-off between low complexity and sufficient inclusion of the main dynamic and kinematic characteristics of this type of systems.The first part of this thesis is devoted to the development of a unified modeling of the relative coupled dynamics between a cooperative chaser satellite and a non-cooperative target satellite. Indeed, when two satellites are close to each other, they can no longer be treated as point masses because their shape and size affect the relative motion between the decentralized points, leading to a translational-attitude motions coupling. This development is addressed in a progressive way: the relative nonlinear translational motion is described under Keplerian assumptions in the target's orbital reference frame, as well as the associated linearized model. Then, the nonlinear relative attitude model is presented by means of the Euler-Rodrigues parameters. Finally, the dual quaternion formalism is used to obtain the relative translational and attitude coupled model. The modeling phase concerning the linear relative translational motion has allowed us to highlight certain coordinates transformations leading to an interesting characterization of the chaser's periodic trajectories and thus, to propose a first type of control law for the close-phase rendezvous and observation phases.All along this work, we consider a chaser satellite equipped with chemical thrusters under the classical hypothesis of impulsive thrusts. This type of dynamic systems gathering continuous dynamics and impulsive control naturally belongs to a particular class of dynamical hybrid systems. Several hybrid control laws are then proposed in order to stabilize the chaser on a periodic reference trajectory close to the target. The stability and convergence properties of these different laws are analysed and several numerical simulations show the strengths and weaknesses of each controller in terms of performance indices such as convergence time, consumption and safety constraints. In a second step, additional operational constraints (line-of-sight constraints for example) are taken into account by imposing a rectilinear (glideslope) direction to the chaser. This trajectory requires the chaser satellite to follow a straight line in any direction of the local reference frame and connecting the current location of the chaser to its final destination. Under the impulsive propulsion assumptions, the results in the literature for this type of approach have been generalized to elliptic orbits by identifying a new formulation of the problem including useful degrees of freedom, which allow minimizing the fuel consumption while controlling the humps of the trajectory outside the glideslope line by enclosing it in a user-defined approach corridor. Guidance laws are therefore synthetized via the solution of an SDP optimisation problem in the general case and via a linear programming when considering standard cases like the V-bar or R-bar approaches

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Dissertations / Theses on the topic 'Couplage hybride'

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