Academic literature on the topic 'Description multi-Échelles'

La prédiction de l’érosion par surverse des digues de protection contre les crues et des barrages en remblai constitue l’une des difficultés majeures dans l’analyse de la sûreté de ces ouvrages. Bien qu’identifié comme étant le mécanisme de rupture dominant de près de la moitié des ruptures de digues fluviales, les méthodes et outils dont disposent les ingénieurs pour le caractériser, de manière déterministe, restent encore très limités. Notamment, la caractérisation du processus d’érosion, en termes géométriques et temporels, prenant en compte le comportement des matériaux constitutifs du remblai et de sa fondation et les spécificités des sollicitations hydrauliques sur les digues, n’est encore à la portée d’aucun outil de modélisation numérique validé au niveau requis. Les ingénieurs doivent donc, pour l’instant, se contenter d’approches recourant largement à l’empirisme : critères dits « de jugement d’expert » ou formules empiriques. Ces approches très simplifiées sont connues pour présenter de fortes incertitudes et ne pas garantir des résultats systématiquement du côté de la sécurité. C’est dans le but final d’améliorer significativement la robustesse et la précision des outils de prédiction de l’érosion par surverse pour les ingénieurs, qu’EDF et CNR ont décidé de lancer le projet de recherche Overcome. L’objectif de ce projet est d’inclure au sein de la plateforme numérique open source TELEMAC-2D des modules représentant différents types de processus physiques en lien avec les ruptures par surverse de digues, basés sur une approche expérimentale multi-échelles très poussée. Cette communication présente les tous premiers résultats de l’un des premiers sujets investigués par ce projet : la description des mécanismes physiques d’érosion par surverse des remblais constitués de sol grossiers à granulométrie étalés. Ces sols sont présents dans une grande partie des digues situées en zones montagneuses ou dans les vallées situées juste en aval. Une première série d’essais de surverse à petite échelle a été menée au laboratoire de l’Université Polytechnique de Madrid, en réalisant des remblais homogènes de 55 cm de hauteur à partir de trois matériaux différents : un sable assez uniforme, un gravier de granite et un sol alluvionnaire à granulométrie étalée, issu du site CNR de Montfaucon. Si les essais avec le remblai en sable ont confirmé le mécanisme attendu d’érosion de surface, il a été assez surprenant de voir des différences significatives de mécanisme d’érosion entre les matériaux de Montfaucon et graviers de granite. Dans le matériau de Montfaucon, le mécanisme s’apparente à de l’érosion de surface, tandis qu’avec le gravier de granite, le mécanisme d’érosion débute avec du « Headcut migration » puis évolue à la fin en érosion de surface. Par ailleurs, le sol de Montfaucon s’est avéré quatre fois moins érodable que le gravier de granite. Ces premiers résultats appellent à être confirmés par des essais de répétabilité à petite échelle et des essais à plus grande échelle.

Description du sujet. Cet article traite d’une manière d’aborder la relation société-milieu, adaptée au caractère multi-échelle et interdisciplinaire des problématiques socio-écologiques contemporaines complexes. Objectifs. Son objectif est méthodologique : construire un cadre conceptuel, formel et générique, qui ait le potentiel de guider la phase d'observation et rende mieux compte de la relation société-milieu. Méthode. La modélisation conceptuelle utilise un standard de langage formel, des ontologies de domaines de connaissance pour définir un méta-modèle d'observation puis modéliser l'objet d'intérêt, un triplet, lui-même en relation avec son contexte, et la notion de service écosystémique (SE). Elle procède par abstraction croissante. Résultats. Le modèle RESOMI décrit le triplet-SE (une personne - un faisceau de liens en vue de services écosystémiques - un espace géographique) en précisant ses attributs internes et ses relations avec son contexte territorial, puis en abstrait des fonctions ; il distingue les concepts directement observables (1er niveau d'abstraction) de ceux des fonctions, non directement observables (2e niveau d'abstraction). De plus, avec un niveau d'abstraction encore supérieur, le modèle AIM positionne deux nouveaux concepts, attache et insertion au monde, dans une ingénierie territoriale elle-même abstraite à partir de l'organisation des fonctions. Conclusions. Le cadre conceptuel formé de deux modèles opère des ponts entre disciplines et échelles ; il offre des perspectives de modélisation mathématique et informatique. Son potentiel d’observation-description est mis en perspective dans deux expériences de terrain. Il est ensuite discuté de façon générale et pour sa capacité à intégrer plus d'éthique et de durabilité dans les problématiques socio-écologiques pour une meilleure gouvernance.

Résumé Des levés régionaux de géologie marine effectués sur trois ans dans l’estuaire du Saint-Laurent permettent pour la première fois de caractériser en détail le relief sous-marin entre l’Ile aux Coudres et Pointe-des-Monts, Québec Canada. Les levés de bathymétrie multifaisceaux, couplés à des levés géophysiques à haute résolution (sismique et sonar à balayage latéral) et à l’échantillonnage du fond marin, ont permis d’imager et de documenter des champs de dunes décamétriques pouvant atteindre une dizaine de kilomètres de longueur et quelques kilomètres de largeur. La présence de ces mégadunes suggère un environnement très dynamique ainsi qu’une grande mobilité des sédiments. Deux de ces champs, localisés à l’intérieur des limites du Parc marin Saguenay‑Saint‑Laurent, font l’objet d’une description plus détaillée afin de comprendre l’environnement physique dans lequel ils ont été mis en place. Des ondes internes modernes dans l’estuaire moyen du Saint‑Laurent, phénomènes connus et documentés, sont peut-être un mécanisme important de la mise en place et de la mobilité des mégadunes. Toutefois, les profils sismiques dans ces champs de mégadunes montrent que certaines pourraient être un vestige d’une période où le régime hydraulique de l’estuaire était différent, avec un débit beaucoup plus fort vers l’aval et des courants de marée plus importants. Des mégadunes imagées sur le fond marin, d’une amplitude de 10 m et d’une longueur d’onde moyenne de 200 m, sont en effet observées sur un des profils sismiques en‑dessous de boues modernes. Les ondulations du fond marin sont identifiables à plusieurs échelles, les plus grosses étant surmontées de plus petites, qui elles pourraient représenter le régime hydrodynamique actuel. Il reste à évaluer l’activité moderne des mégadunes par le biais de levés multi‑annuels afin de quantifier le taux de déplacement, les changements morphologiques et d’établir une relation directe avec les conditions hydrodynamiques modernes.

Ce mémoire comporte deux parties. Partie 1 : DESCRIPTION MACROSCOPIQUE DU COMPORTEMENT ANELASTIQUE. Le comportement plastique du Waspaloy manifeste un surécrouissage portant sur les deux composantes isotropes et cinématique qu'on se propose de modéliser. Pour cela on utilise un modèle de plasticité de l'ONERA-LMT, que l'on modifie afin de rendre compte du surécrouissage dû aux trajets de chargement non-proportionnels. Après confrontation entre les résultats prévisionnels du modèle et les résultats expérimentaux, il s'avère que la modélisation proposée rend bien compte d'une façon satisfaisante du comportement de cet alliage. Partie 2 : MODELISATION MICROMECANIQUE DU COMPORTEMENT ENDOMMAGEABLE. En se basant sur l'approche micromécanique de comportement anélastique non-endommageable des polycristaux, nous proposons dans cette partie un modèle micromécanique du comportement anélastique endommageable en fatigue plastique oligocyclique. Une variable endommagement scalaire ds est introduite au niveau de chaque système de glissement SG de cristaux CFC. Cette variable représente la naissance et la croissance de micro-rupture sur chaque SG localisé en surface libre. Le couplage entre le comportement et l'endommagement aux différents niveaux est soigneusement discuté. Des simulations numériques sous chargements simples et complexes en fatigue plastique sont réalisées. Ceci permet de montrer les capacités prédictives du modèle.

Afin de permettre l'identification des caracteristiques de rigidite et de resistance de materiaux composites a renforts textiles 2d et 3d, nous avons developpe une procedure privilegiant leur description geometrique tridimensionnelle. Une comparaison des differents modeles de prevision des proprietes mecaniques de composites a renforts textiles a montre que la modelisation des rigidites ou du comportement jusqu'a rupture d'un materiau anisotrope doit se faire a partir de sous-domaines. Dans cette these, nous developpons des techniques d'homogeneisation s'appuyant sur une approche energetique conduite a differentes echelles. A l'echelle microscopique, la minimisation d'une fonctionnelle derivee de l'energie complementaire permet d'etablir les proprietes d'un composite unidirectionnel en fonction de celles de la matrice et des filaments. A l'echelle mesoscopique, les minimisations simultanees des fonctionnelles d'energie complementaire et de deformation permettent d'encadrer les caracteristiques mecaniques ainsi que les etats de deformations et de contraintes au sein du renfort. Nous integrons a cette echelle des lois statistiques sur la rupture des fils. A l'echelle macroscopique, nous definissons finalement les caracteristiques globales en rigidite ainsi que la fonction d'endommagement de la cellule unitaire - representation locale de la geometrie du renfort. Parallelement, nous avons analyse la cinematique particuliere d'un prototype de machine de tressage cartesien afin d'etablir les lois de prevision des orientations et des repartitions spatiales des fils au sein de composites 3d. La dissection de tresses consolidees permet in fine de definir les relations dynamiques entre les parametres de conception et les caracteristiques materielles des cellules unitaires representatives du composite. La validite des modelisations proposees pour les previsions des proprietes en rigidite et a la rupture de composites a renforts textiles tisses et tresses cartesiens est confirmee par la confrontation avec des resultats experimentaux. En complement d'essais conduits sur des elements de plaques sollicites en traction et en flexion, nous proposons une procedure experimentale s'appuyant sur le dispositif de cisaillement plan d'iosipescu et les techniques d'interferometrie holographique.

Cette thèse de doctorat a pour thématique la modélisation mathématique et la simulation numérique de plusieurs équations d'évolution anisotropes qui modélisent des phénomènes issus de la physique des plasmas et de la mécanique des fluides. Les plasmas de fusion thermonucléaires sont un milieu très instable et anisotrope, d'où l'apparition de plusieurs problèmes mathématiques intéressants et complexes. La première partie porte sur des modèles jouets issus de l'équation de Vlasov anisotrope. L'objectif étant de développer des schémas numériques (en particulier des schémas préservant l'asymptotique) qui résolvent ces modèles de manière efficace en vue de les implémenter ultérieurement sur des modèles plus physiques et plus complexes. En particulier, ce travail a permis de dégager les avantages et les inconvénients de nos schémas numériques en fonction de la nature du problème considéré. La seconde partie est dédiée à l'étude de modèles plus complexes, notamment le système de Vlasov-Poisson. D'un point de vue numérique, un seul schéma préservant l'asymptotique, basé sur une décomposition Micro-Macro couplé avec une méthode de régularisation est développé. Grâce à ce schéma, il sera possible d'atteindre les états d'équilibres BGK du système de Vlasov-Poisson en quelques itérations temporelles, en évitant ainsi une importante accumulation d'erreurs numériques. La dernière partie s'attache à étudier un système de Vorticité-Poisson, issu de la mécanique des fluides. En particulier, deux écoulements caractéristiques de ce système seront étudiés : les écoulements de Taylor-Green et de Kolmogorov. Le premier permettra principalement de valider notre procédure numérique, qui est similaire à la procédure déjà évoquée dans la partie précédente. En revanche, nous étudions plus en détail l'écoulement de Kolmogorov qui peut conduire à une instabilité sous certaines conditions. Un résultat analytique est donné pour la phase linéaire de cette instabilité, reliant le taux d'instabilité et la rapport d'aspect du domaine. Les phases non-linéaire et de saturation sont ensuite étudiées numériquement. En particulier, les propriétés AP de notre schéma permettront d'atteindre en quelques itérations en temps un nouvel équilibre issu de l'instabilité
This thesis deals with the mathematical modeling and the numerical simulation of several evolution equations with a stiff term which model phenomena coming from plasma physics and fluid mechanics. Thermonuclear plasmas are a highly unstable and anisotropic medium, where the occurrence of several interesting mathematical problems. The first part concerns toy-models obtained from the anisotropic Vlasov equation. The aim is to develop numerical methods (in particular asymptotic-preserving schemes) which resolve efficiently these problems, in the aim to pass then to more complex physical models. In particular, this work has permitted to highlight both advantages and drawbacks of the developed numerical schemes depending on the considered problem. The second part is dedicated to the study of more complex models, in particular to the Vlasov-Poisson system. From a numerical point of view, an AP scheme is developed, based on a Micro-Macro decomposition coupled with a regularization technique. Thanks to this scheme, it is possible to attain the BGK waves, solution of the Vlasov-Poisson equation, in few time iterations, avoiding thus an important accumulation of numerical errors. The last part focus on the study of a Vorticity-Poisson system, coming from fluid mechanics. In particular, two characteristics flows of this system are investigated : the so-called Taylor-Green and Kolmogorov flows. The first one permits mainly to validate our numerical procedure, similar to that evocated in the last part. However, the Kolmogorov flow is more deeply studied. It can lead to an unstable flow under certain conditions. An analytical result for the linear instability is given, linking the growth rate of the instability phase with the aspect ratio of the domain. Then, both non-linear and saturation phases are numerically investigated. In particular, the special AP-properties of our scheme permit us to attain in only few iterations a new equilibrium of the instability

Dans ce travail nous avons montré une démarche de modélisation multi-échelle des structures afin d'améliorer leurs caractéristiques amortissantes. L'influence des paramètres mécaniques, géométriques et des conditions aux limites viscoélastiques sur les comportements statique, vibratoire et acoustique des sandwich Verre / PVB Verre a été étudiée. Les études ont montré que les sandwich viscoélastiques (VE) ont de très bonnes caractéristiques amortissantes qui sont toutefois limitées aux propriétés des matériaux utilisés. Pour améliorer les propriétés amortissantes des matériaux, nous avons utilisé le modèle micromécanique de Lipinski et al. [Philosophical Magazine 86 (10), 1305-1326, 2006] en tenant compte de la dépendance en fréquence des propriétés des matériaux VE grâce au principe de la correspondance élastique-viscoélastique. Ce modèle nous a permis de montrer qu'avec un choix adéquat des phases du composite VE, on peut obtenir des matériaux VE ayant de très bonnes performances amortissantes. Sachant que l'amortissement est introduit dans les sandwich VE par l'importante déformation de cisaillement de la couche centrale VE, nous avons étudié l'influence des interfaces imparfaites sur les caractéristiques amortissantes des composites VE. Les études paramétriques ont révélé que le glissement interfacial peut améliorer d'une façon significative les propriétés amortissantes des composites VE. Afin d'étudier les effets des tailles nanométriques sur l' amortissement des matériaux, nous avons proposé une approche pour résoudre le problème d'homogénéisation des matériaux contenant des nano-hétérogénéités ellipsoïdales anisotropes avec des interfaces anisotropes. Cette approche concilie la micromécanique classique et la mécanique moléculaire. Les informations à l'échelle atomiques peuvent être incorporées dans les modèles micromécaniques conventionnels pour étudier les effets de la taille nanométrique sur les propriétés des nanocomposites. Les études menées ont montré la validité et les avantages de l'approche. En addition à ces modèles d'homogénéisation, nous avons développé une librairie MATLAB de différentiation automatique (Diamant MATLAB Toolbox). Cette librairie permet de calculer de façon exacte et automatique les coefficients de Taylor des codes écrits en langage MATLAB. Ces coefficients peuvent être ensuite exploités pour la résolution des problèmes non linéaires comme les problèmes non linéaires aux valeurs propres ou dans d'autres types de problèmes. Grâce à cet outil et à d'autres outils numériques développés, nous avons montré les effets de la microstructure des couches de PVB et de Verre sur les caractéristiques modales et acoustiques de la structure Verre/PVB/Verre. Pour finir, nous avons montré un exemple de conception hiérarchique des microstructures des couches du pare-brise pour (i) minimiser sa masse globale, avoir une bonne perte de transmission du son, (iii) déplacer le phénomène de coïncidence dans la gamme des fréquences non sensibles à l'oreille humaine et iv maintenir une bonne rigidité de la structure à travers un problème d'optimisation multiobjectif
This thesis focuses on multiscale approaches to model and design multifunctional composite materials for damping applications. The main objective is to develop a multiscale modeling framework that implements hierarchical models from atomistic level modeling to structural level modeling in order to include material creation in the design of the system as a whole. Since damping applications are of interest in this study, we explore some avenues for the design of high loss materials. So, the mean-field micromechanical model introduced by Lipinski et al. [Philosophical Magazine 86 (10), 1305-1326, 2006] is extended to include frequency dependence through the viscoelastic (VE) correspondence principle. The results indicate that with proper choice of VE material properties, it is possible to have a multiphase VE composite with a high loss modulus (good energy dissipation characteristics) for a wide range of frequencies without substantially degrading the stiffness of the composite (storage modulus). Then the slightly weakened interface micromechanical model of Qu [Mechanics of Materials, 14:269-281, 1993] is also extended to investigate imperfect interface effect on damping behavior of viscoelastic composite materials. In order to investigate the nanosize effect on damping caracteristics of nanocomposite materials, we develop and validate an atomistic-continuum interface model for effective properties of elastic composite materials containing ellipsoidal nano-inhomogeneities. This approach bridges the gap between discrete systems (atomic level interactions) and continuum mechanics. An advantage of this approach is that it is developed from earlier models that consider inhomogeneities shape, thereby enabling both the nano-inhomogeneities shape and the nano-interphase shape to be simultaneously accounted for in computing the overall composite stiffness with any case of material and surface/interface anisotropies. On structural level modeling, we developed an analytical tool to study the static behavior of laminated glass beams with silicone material at ends. Then two sandwich finite elements have been developed to study static and modal behavior of viscoelastic sandwich beams and plates with complex boundaries conditions. Based on automatic differentiation and asymptotic numerical method, we developed the Diamant MATLAB toolbox which is a powerful tool to investigate many nonlinear problems namely complex non linear eigenvalue problem. Using all theses numerical tools, we investigate the effects of the materials microstructures on the modal and acoustic properties of the automotives windshields. To finish, this work shows a simple example to conceive the windshield materials microstructures to fulfill four design requirements of the whole windshield structure in service by solving a multi-objectives

Le développement des moteurs-fusées destinés à équiper les futurs lanceurs nécessite une meilleure compréhension des phénomènes physiques complexes qui régissent leur fonctionnement. Dans le cas des moteurs-fusées à ergols liquides, la demande croissante pour des moteurs pouvant être rallumés de manière fiable dans l'espace impose une profonde compréhension des phases transitoires, telles que le démarrage et l'arrêt. Ces phases transitoires incluent généralement des régimes d'injection sous-critiques. L'oxygène est injecté à l'état liquide dans la chambre de combustion et subit une série de mécanismes : atomisation du jet dense, fragmentation des ligaments liquides, évaporation des gouttelettes et combustion turbulente. Dans ces conditions, le processus de combustion est principalement gouverné par l'atomisation de l'oxygène liquide, qui doit être reproduite avec précision par simulation afin de mieux comprendre son rôle dans l'apparition des instabilités de combustion.Avant d'utiliser la simulation comme un outil autonome pour étudier le processus d'atomisation, il est nécessaire d'assurer son niveau de précision. Cela nécessite de mener des campagnes d'essais expérimentaux sur des bancs d'essais capables de reproduire des conditions représentatives de moteurs-fusées, tels que le banc d'essai MASCOTTE à l’ONERA ou le banc d’essai MARACA au CORIA. L’objectif de ces études est de caractériser le processus d’atomisation et de fournir des données expérimentales qui peuvent être utilisées pour développer et valider des modèles numériques.L'étude expérimentale de l'atomisation primaire de l'oxygène liquide repose en particulier sur des techniques de visualisation des écoulements, qui permettent de représenter les structures liquides impliquées dans le processus. Le processus d’atomisation primaire observé dans les moteurs-fusées à ergols liquides peut être catégorisé comme texturel ou structurel, selon l’échelle à laquelle se produit l’atomisation. Les processus d’atomisation texturelle se caractérisent par le détachement de fins ligaments du jet, tandis que l’atomisation structurelle est liée à la rupture du volume liquide principal. Les visualisations issues de campagnes d’essais expérimentaux révèlent des écoulements diphasiques très complexes impliquant des systèmes liquides texturaux difficiles à caractériser en raison de leur large gamme d’échelles spatiales et temporelles. À ce jour, aucune technique n’est disponible pour décrire quantitativement les ligaments liquides impliqués dans ces processus d’atomisation texturelle observés expérimentalement.Dans cette thèse, une méthodologie est développée pour caractériser les processus d’atomisation primaire texturelle observés dans des conditions d’écoulement diphasique représentatives de celles rencontrées dans les moteurs-fusées à ergols liquides. Basée sur une méthode multi-échelle développée au CORIA, cette analyse fournit une caractérisation quantitative de la taille, de la forme et du nombre des structures liquides texturelles impliquées dans le processus d’atomisation texturelle sur toute sa gamme d’échelles spatiales. Cette caractérisation fournit des données pour le développement de modèles numériques d’atomisation primaire. En outre, l’application de cette méthodologie à des systèmes liquides décrits par des visualisations extraites de simulations numériques permet de valider les résultats de simulation en termes de leur reproduction des structures liquides participant au processus d’atomisation texturelle
The development of rocket engines to equip future launchers requires a better understanding of the complex physical phenomena that govern their operation. In the case of liquid-propelled rocket engines, the growing demand for engines that can be reliably reignited in space means that the transient phases such as start-up and shutdown must be better understood. These transient phases usually include subcritical injection regimes. Oxygen is injected in liquid state into the combustion chamber and undergoes a series of mechanisms: dense jet atomization, fragmentation of liquid ligaments, droplet evaporation, and turbulent combustion. Under these conditions, the combustion process is mainly driven by the atomization of the liquid oxygen, which must be accurately reproduced by simulation to better understand its role in the onset of combustion instabilities. Before using simulation as an autonomous tool to study the atomization process, it is necessary to ensure its level of accuracy. This requires conducting experimental test campaigns on test benches capable of reproducing conditions representative of rocket engines, such as the MASCOTTE test-bench at ONERA or the MARACA test-bench at CORIA. The goal of these studies is to characterize the atomization process and provide experimental data that can be used to develop and validate numerical models. The experimental study of primary atomization of liquid oxygen, in particular, relies on flow visualization techniques that depict the liquid structures involved in the process. The primary atomization process observed in liquid rocket engines can be categorized as textural or structural, depending on the scale at which the atomization takes place. Textural atomization processes are characterized by thin ligaments being peeled from the jet, while structural atomization is related with the breakup of the liquid bulk. Visualizations resulting from experimental test campaigns show very complex two-phase flows involving textural liquid systems that are difficult to characterize due to the wide range of spatial and temporal scales involved. To this day, no techniques are available to describe quantitatively the liquid ligaments involved in the textural atomization processes observed experimentally. In this thesis, a methodology is developed to characterize the textural primary atomization processes observed in the two-phase-flow conditions representative of those encountered in liquid rocket engines. Based on a multi-scale method developed at CORIA, this analysis provides a quantitative characterization of the size, shape and number of the textural liquid structures involved in the textural atomization process in its entire spatial scale range. This characterization provides information for the development of numerical primary atomization models. Additionally, the application of the methodology to liquid systems depicted by visualizations extracted from numerical simulations allow to validate the simulation results in terms of the correct reproduction of the liquid structures that participate in the textural atomization process

Les écoulements diphasiques liquide-gaz sont présents dans de nombreuses applications industrielles telles que la propulsion aérospatiale, l'hydraulique nucléaire ou les colonnes à bulles dans l'industrie chimique.La simulation de ces écoulements est d'un intérêt primordial pour leur compréhension et leur optimisation.Cependant, la dynamique de l'interface séparant le gaz du liquide peut avoir une dynamique multi-échelle et rend alors sa simulation trop coûteuse en calcul dans un contexte industriel.Une classe de modèles - dits multi-fluides - sont moins coûteux pour des régimes particuliers de dynamique d'interface, par exemple lorsque les fluides s'écoulent de part et d'autre d'une unique interface lisse dans un régime séparé ou lorsque l'un des deux fluides est sous formes d'inclusions (gouttes ou bulles) portées par l'autre fluide dans un régime dispersé.Le couplage de ces modèles a été proposé pour des écoulements multi-échelles comme l'atomisation liquide, mais un tel couplage est souvent difficile à mettre en place du point de vue de la modélisation physique ou de ses propriétés mathématiques.Cette thèse répond à cette problématique en proposant un cadre de modélisation unifiée à deux échelles ainsi que des schémas numériques robustes.Les principales contributions liées à cette modélisation sont :1- La combinaison de modèles multi-fluides compressibles de la littérature, adaptés soit au régime séparé soit au régime dispersé, en un modèle multi-fluide unifié à deux échelles grâce au principe d'action stationnaire de Hamilton ;2- Le couplage local des modèles avec un transfert de masse inter-échelle régularisant l'interface à grande échelle en conservant l'énergie capillaire et modélisant les phénomènes de régime mixte présents dans l'atomisation primaire ;3- L'amélioration des modèles à petite échelle pour les régimes dispersés en ajoutant la dynamique de quantités géométriques pour des gouttes oscillantes ou des bulles pulsantes, construites comme des moments d'une description cinétique.D'un point de vue numérique, des schémas volumes-finis adaptés aux systèmes de lois de conservation avec relaxations ont été implémentés dans le solveur open-source Josiepy.Enfin, des simulations démonstratives des propriétés de régularisation du modèle sont proposées sur des configurations numériques conduisant à des dynamiques d'interface multi-échelles
Liquid-gas two-phase flows are present in numerous industrial applications such as aerospace propulsion, nuclear hydraulics or bubble column reactors in the chemical industry.The simulation of such flows is of primary interest for their understanding and optimization.However, the dynamics of the interface separating the gas from the liquid can present a multiscale dynamics and thus makes simulations of industrial processes computationally too expensive.Some modelling efforts have been conducted on the development of cheaper multi-fluid models adapted to particular interface dynamics regime, e.g. in the separated regime where the fluids are separated by a single smooth surface or in the disperse regime where there are inclusions of one fluid carried by the other.Attempts of coupling between these models have showed some progress to simulate multiscale flows like atomization, but usually have physical or mathematical drawbacks.This thesis then pursues the goal of proposing a unified two-scale modelling framework with appropriate numerical methods adapted to this multiscale interface dynamics which goes from a separated to a disperse regime.The main contributions related to this modelling effort are :1- The combination of compressible multi-fluid models of the literature adapted to either the separated or the disperse regime into a unified two-scale multi-fluid model relying on Hamilton’s Stationary Action Principle;2- The local coupling of the models with an inter-scale mass transfer both regularizing the large-scale inter face and modelling mixed regime phenomena such as in primary break-up;3- Enhancing the small-scale models for the disperse regimes by adding the dynamics of geometrical quantities for oscillating droplets and pulsating bubbles, built as moments of a kinetic description.From the numerical perspective, finite-volume schemes and relaxation methods are used to solve the system of conservative laws of the models.Eventually, simulations with the open-source finite solver Josiepy demonstrates the regularization properties of the model on a set of well-chosen numerical setups leading to multi-scale interface dynamics