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Dissertations / Theses on the topic 'Dispositifs électromécaniques – Simulation par ordinateur'

Author: Grafiati
Published: 1 June 2024

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Calmels, Aurore. "Applicateurs industriels à ondes progressives : des concepts à la maitrise énergétique : analyse en modes propres, simulation numérique et thermographie infrarouge." Dijon, 1999. http://www.theses.fr/1999DIJOS056.

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Abstract:
Ce travail s'intègre dans le développement du réacteur autoclave microonde R. A. M. O. Et plus particulièrement au niveau de la modélisation de ce réacteur. Un tel réacteur comporte un dispositif de couplage avec le générateur constitué d'un guide d'ondes. Le réacteur en lui-même est de géométrie cylindrique et constitué de plusieurs matériaux dissipatifs. L'objectif visé était la focalisation de l'énergie au niveau du milieu réactif. Pour atteindre un tel objectif il était nécessaire de maitriser les distributions de champs électromagnétiques au sein de l'ensemble du système. L'intérêt et l'efficacité du couplage simulation numérique-analyse en modes propres apparait de manière évidente. L'analyse en modes propres précise les conditions d'existence des modes de la structure ; pour une structure réelle, elle ne permet pas de préciser les pondérations des différents modes susceptibles d'exister, et donc la distribution spatiale globale de champs électromagnétiques. Quant à la simulation numérique, elle ne permet pas nécessairement d'appréhender les mécanismes qui contrôlent l'évolution des distributions de champs au sein de la structure étudiée, elle ne peut donc que prévoir la résultante de ce mélange de modes. Les différents outils mis en place (analyse en modes propres, simulation numérique et visualisation du champ électrique par thermographie infrarouge) se complètent : en effet, l'analyse en modes propres décrit toutes les répartitions de champs électromagnétiques susceptibles d'exister dans les structures analysées, la simulation numérique est une expérience numérique permettant de connaitre la réponse globale du système en tenant compte de l'excitation, la thermographie infrarouge, quant à elle, fait le tri entre les différentes possibilités et permet de comprendre comment les modes de propagation sont filtrés, en fonction de l'excitation et des caractéristiques de l'objet diélectrique au sein d'une structure fixée. Notre étude permet donc de définir les conditions opératoires (nature et positionnement du chargement diélectrique) induisant des distributions transverses de champ électrique très variées et surtout totalement différentes de celles des guides vides. Ces résultats prouvent que le positionnement judicieux d'une lame ou d'un rondin peut permettre d'induire des profils de champ électrique transverse avec de hauts niveaux de focalisation de l'énergie électromagnétique.
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Tournez, Florian. "Du composant au conducteur dans la boucle de simulation pour le test de véhicules électriques hybrides." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2023. http://www.theses.fr/2023ULILN060.

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Abstract:
L'électrification des véhicules joue un rôle essentiel dans la lutte contre le réchauffement climatique. En réponse à la croissance de plus en plus marquée des véhicules électrifiés sur le marché automobile mondial, de nouvelles technologies ont émergé pour satisfaire la demande. Les simulations Hardware-in-the-Loop de type Signal (S-HIL) et Puissance (P-HIL) sont déjà utilisées dans l'industrie automobile pour tester différents composants et sous-systèmes de nouvelle génération avant leur intégration dans le prototype final, mais leur potentiel reste sous-exploité. Afin de favoriser leur utilisation et d'améliorer la vitesse de développement de nouvelles méthodes simples et abordables doivent être mises en place.L'objectif de cette thèse est de proposer une méthode souple permettant de tester divers sous-systèmes électriques grâce à des simulations HIL de puissance classiques jusqu'au test avec le conducteur dans la boucle de simulation (DIL). Le concept de la simulation HIL distribuée est introduit en se basant sur l'utilisation d'un serveur délocalisé. Le serveur délocalisé correspond à un ordinateur virtuel situé dans un centre de données équipé du logiciel de simulation Amesim Simcenter. Le logiciel permet d'avoir accès à une bibliothèque de modèles en ligne permettant à l'utilisateur de coupler ses modèles ou ses sous-systèmes situés localement avec Amesim Simcenter afin de réaliser des simulations pures, du S-HIL ou du P-HIL. Une interface simple et flexible a été mise en place par l'intermédiaire de l'organisation des modèles avec le formalisme de la Représentation Energétique Macroscopique (REM). La simulation HIL distribuée a été réalisée dans le cadre du Projet H2020 PANDA pour améliorer l'insertion des véhicules électrifiés sur le marché automobile. Le second axe est de mettre en place une simulation DIL couplée simultanément à une simulation P-HIL tout en gardant la flexibilité d'utiliser des modèles sous une plateforme de simulation temps réel. De cette manière, il est possible de tester un sous-système de puissance tout en incluant un conducteur au travers d'un simulateur de conduite (DIL/P-HIL)
Vehicle electrification plays a crucial role in the fight against climate change. In response to the increasingly pronounced growth of electrified vehicles in the global automotive market, new technologies have emerged to meet the demand. Hardware-in-the-Loop simulations, such as Signal (S-HIL) and Power (P-HIL), are already used in the automotive industry to test various components and next-generation subsystems before their integration into the final prototype, but their potential remains underutilized. To promote their use and enhance the speed of development, new and affordable methods need to be implemented.The objective of this thesis is to propose a flexible method for testing various electrical subsystems, ranging from traditional HIL simulations to Driver-in-the-Loop simulation (DIL). The concept of distributed HIL simulation is based on the use of a remote server. The remote server corresponds to a virtual computer located in a data center equipped with the Amesim Simcenter simulation software. The software provides access to an online library of models, allowing the user to couple their models or locally located subsystems with Amesim Simcenter to perform pure simulations, S-HIL, or P-HIL. A simple and flexible interface has been established through the organization of models using the Energetic Macroscopic Representation (EMR) formalism. Distributed HIL simulation was carried out as part of the H2020 PANDA Project to improve the integration of electrified vehicles into the automotive market. The second focus is to implement a DIL simulation coupled simultaneously with a P-HIL simulation while retaining the flexibility of using models in a real-time simulation platform. This approach enables the testing of a power subsystem while incorporating a driver through a driving simulator (DIL/P-HIL)
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Leconte, Vincent. "Simulation des convertisseurs électromécaniques." Phd thesis, Grenoble INPG, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00689550.

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Abstract:
La simulation numérique du fonctionnement des dispositifs électromécaniques doit prendre en compte simultanément les aspects magnétiques, électriques et mécaniques en présence. En effet, les convertisseurs étudiés sont généralement reliés à un circuit d'alimentation électrique et possèdent des pièces magnétiques et conductrices en mouvement. Les modélisations proposées sont basées sur la méthode des éléments finis qui permet une discrétisation des équations des phénomènes physiques à traiter. Une formulation du problème des courants induits avec mouvement est présentée, ainsi que les couplages nécessaires avec les équations électriques et cinématiques. L'essentiel des travaux porte sur les techniques de prise en compte du mouvement dans un tel contexte. Deux méthodes sont alors proposées et comparées : le couplage des éléments finis avec des équations intégrales de frontières d'une part, et des procédures de remaillage automatique d'autre part. Une approche originale de maillage à l'aide de boules est présentée. Les développements réalisés sont appliqués pour l'étude 2D de dispositifs électromécaniques industriels. Les modélisations permettent d'étudier l'influence de phénomènes tels que les courants induits ou les saturations magnétiques sur leur fonctionnement.
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Liang, Shuai. "Contribution to localization and motion control of inertial actuated nano-robotic systems inside electron microscopy." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS204.

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Abstract:
Cette thèse développe une interface générique, intelligente et conviviale, capable de gérer des tâches robotiques élémentaires nécessaires à l'intérieur de SEM en définissant simplement des instructions graphiques sur son écran. Pour faire face à la capacité de grossissement très élevée du SEM et pour pouvoir atteindre n'importe quelle région d'intérêt sur un échantillon dans SEM, les effecteurs terminaux de robot doivent pouvoir naviguer avec mouvement doivent traiter avec des trajectoires multi-échelles, du nanomètre à la millilitre. La plate-forme expérimentale, nano-robotic ISIR-robotex est composé des actionneurs à inertie piézoélectriques et tenant une sonde de microscope à force atomique (AFM) comme effecteur terminal. Les principales contributions sont: Modélisation non linéaire d'actionneurs à inertie piézoélectriques pour traiter les problèmes de représentation dynamique multi-échelles ; Caractérisation de la vitesse et contrôle de la vitesse d'une classe d'actionneurs à inertie piézoélectriques ; Trajectoire multi-échelles de haut niveau suivant le contrôle d’un AFM fonctionnant à l’intérieur de microscopes électroniques. La localisation de la pointe AFM et son suivi dans le cadre d'une vision basée sur Deep Learning à l'intérieur d'un microscope électronique. Suivi de trajectoire basé sur le contrôle prédictif (MPC) et évitement d'obstacles pour un cantilever AFM fonctionnant à l'intérieur d'un microscope électronique. Les méthodes développées enrichissent la capacité de mouvement et la détection de systèmes nano-robotiques fonctionnant dans SEM, accélérant ainsi le processus vers une automatisation complète à des fins de manipulation robotique à petite échelle
This thesis targets the development of a generic, intelligent and user friendly interface that can manage elementary robotic tasks needed inside a SEM by simply defining graphical instructions on the SEM screen. To deal with the very high magnification capability of SEM and to be able to reach any region of interest on sample observed by SEM, the robot end effectors must be able to navigate with a displacement range to resolution ratio of several million times. As such, all the motion control must deal with multi-scale trajectories, i.e. from nano-meter range up to milliliter range. The experimental platform in this thesis is the ISIR-robotex nano-robotic platform. It is composed of a poly-articulated nano-robotic system actuated by piezoelectric inertial actuators (PIAs) and holding a self-sensing Atomic force Microscope (AFM) probe as end effector. The main contributions are : Non-linear modeling of piezoelectric inertial actuators to deal with multi-scale dynamic representation issues. Velocity characterization and velocity control of a class of piezoelectric inertial actuators. High level multi-scale path following control of an AFM operating inside electron microscopes. AFM tip localization and tracking through deep learning based vision inside an electron microscope. Model predictive control (MPC)-based path following and obstacle avoidance for an AFM cantilever operating inside electron microscopes. The developed methods enrich the motion capability and sensing of nano-robotic systems operating inside SEMs, accelerating the process towards a fully-automation for robotic manipulation purposes at the small scales
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Depee, Jean-Yves. "Caractérisation et mise en œuvre de dispositifs de protection contre les surtensions." Lyon, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAL0013.

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Abstract:
Les dispositifs électroniques de plus en plus intégrés s'avèrent de plus en plus rapides, mais également de plus en plus sensibles aux phénomènes de surtensions transitoires. Ceux-ci correspondent à des restitutions d'énergie d'origines diverses, naturelles ou non: phénomène de foudre, explosion nucléaire, commutations dans un environnement électrique. A cause du champ électromagnétique produit, des surtensions transitoires peuvent se propager jusqu'à certains dispositifs sensibles qu'il est donc nécessaire de protéger. Parmi les moyens de protection possibles, nous nous intéressons aux composants discrets de protection parallèle et à leur comportement dynamique face à des fronts de tension rapides et sur des ondes de courant de décharge oscillantes. Or cette étude met en évidence les qualités de protection des composants semi-conducteurs. Afin de mieux comprendre les limites d'utilisation de ces derniers, nous nous intéressons ensuite à la simulation physique de leur comportement, en une et deux dimensions. Grâce à la meilleure connaissance des phénomènes physiques mis en jeu, nous développons alors des modèles des principaux composants discrets de protection, dédiés à un logiciel de simulation de circuits tel que HSPICE. En nous appuyant sur ces modèles, nous développons enfin quelques modules spécifiques de protection (protection basse énergie et protection d'un réseau Basse Tension contre la foudre)
[Electronic devices are more and more integrated, faster and faster but more and more sensitive ta transient over voltage phenomena. These phenomena are due ta natural or artificial energy restitution· nuclear detonation lightning switching in electrical surroundings. The induced electromagnetic field may propagate, thus some sensitive electronic devices must then be protected. Among ail the possible protection techniques we are particularly interested in discrete parallel protection components and in their behaviour facing fast voltage rise and oscillating discharge. This study shows the interesting protection properties of semiconductor devices. That is why we simulate the physical behaviour of such structures in order to better understand the different involved phenomena. We are then able ta develop different models dedicated to circuit simulation softwares like HSPICE that enable us to predict the protection components behaviour facing different surge waves. Using these models we realise two specific protection modules (law energy protection module and law voltage network lightning protection module). ]
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6

Gaude, Daniel. "Modélisation et simulation de systèmes électromagnétiques à induction avec prise en compte des matériaux magnétiques et formulation par graphes de liens." Lyon 1, 1999. http://www.theses.fr/1999LYO10115.

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Abstract:
La simulation par ordinateur est necessaire avant toute conception concrete en genie electrique. La conversion de l'energie passe le plus souvent par une forme magnetique mettant en jeu les materiaux d'un circuit magnetique. La precision quant a la prevision des regimes transitoires et des pertes passe par une meilleure performance de la modelisation des materiaux. L'objet de cette these est de modeliser des systemes electromagnetiques a induction. Leur circuit magnetique est decompose en tubes de flux elementaires auxquels on applique une modelisation poussee du materiau (hysteresis dynamique). Le formalisme des graphes de liens, multi domaine et permettant l'analyse de causalite, bien adapte, est utilise aux fins de modeliser et de simuler en particulier un moteur asynchrone.
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Baudet, Mikaël. "Simulation de dispositifs en silicium polycristallin considéré comme matériau inhomogène." Rennes 1, 2002. http://www.theses.fr/2002REN10070.

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Abstract:
Cette thèse est consacrée à une étude sur la construction d'une structure hétérogène de silicium polycristallin permettant de rendre compte des caractéristiques expérimentales de composants fabriqués à base de ce matériau. Le silicium polycristallin est défini hétérogène, au sens où les grains de silicium cristallin et les joints de grains amorphes qui le composent, sont définis séparéments. Après avoir passé en revue les précédents travaux portant sur la modélisation du silicium polycristallin, un ensemble de simulations conduites avec le logiciel atlas de la société silvaco sont alors présentées. Ces simulations mettent en évidence l'incidence du nombre de joints de grains dans la construction de la structure, sur les calculs produits. Enfin de nombreuses extensions logicielles ont été ajoutées dans la présentation, pour compléter l'utilisation du logiciel.
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Vuorinen, Kimmo. "Modélisation comportementale de composants optroniques pour la simulation de systèms de communication optique." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1999. http://www.theses.fr/1999ECDL0022.

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Abstract:
Lors de la derniere decennie, les progres realises dans le domaine de la cao electronique, concerne les outils de synthese et de simulation avances, offrant un flot de conception s'appuyant sur les langages de description comportementale standards. Ils ont permis la conception de systemes numeriques de plus en plus complexes a effort constant. L'extension de ces langages dans les domaines analogique et mixte a d'ores et deja rendu possible la conception de systemes electroniques mixtes et multi-domaines (electrique, mecanique, optique, thermique, ) dans un environnement unique. L'utilisation d'un langage commun et d'un environnement unique dans la conception de systemes multi-domaines offre plusieurs avantages par rapport a l'approche traditionnelle fondee sur des simulateurs et methodologies separes. Tout d'abord, il existe une meilleure organisation du dialogue entres les specialistes de differentes disciplines et donc une reduction du risque de fautes des la toute premiere phase de conception. De plus, le langage standard assure la perennite des modeles developpes. L'objectif de ce travail est d'evaluer un langage de description comportementale analogique et mixte hdl-a (preversion commerciale de la norme vhdl-ams) pour l'ecriture de modeles de composants optroniques et pour la simulation, dans un flot de conception standard, de systemes integrants de tels composants. Plusieurs arguments plaident pour cette approche, la generalisation du concept de microsysteme etant indubitablement le plus fort. En effet, l'integration monolithique de fonctionnalites electroniques et non-electroniques imposent de simuler - et donc de modeliser - un systeme multi-nature avec une precision suffisante dans un temps acceptable. Trois etudes differentes ont ainsi ete realisees au cours de cette these. La premiere porte sur un filtre accordable en longueur d'onde (moems), utilisable dans les applications de type wdm. La deuxieme illustre la simulation et l'optimisation d'une liaison de communication par fibre optique. La derniere exploite les modeles developpes precedemment et introduit le concept (notion) de conception conjointe optique-electrique/materiel-logiciel dans le cadre de systemes de communication optique. L'emploi d'un langage de description dans la conception de systeme de communication optique est tres interessant. Il offre un moyen de description et d'integration des modeles de composants optoelectroniques et optiques qui, dans une plate-forme de conception electronique, est mieux adapte que la solution standard qui s'appuie sur des circuits equivalents. La flexibilite du langage facilite le melange des modeles de differents niveaux d'abstraction (composants - circuit - systeme) dans une meme simulation. Son lien naturel avec un flot de conception electronique constitue egalement un avantage important. Cependant, ce langage presente plusieurs limitations : d'une part sa version actuelle est principalement dediee a la simulation de systemes et circuits basses frequences, et d'autre part, l'absence de support direct pour la resolution d'equations aux derivees partielles rend laborieuses la simulation et la modelisation de systemes et de composants optroniques.
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Marmouget, Marc. "Contribution au developpement d'outils d'aide a la conception de dispositifs de puissance bases sur le mode d'integration fonctionnelle." Toulouse, INSA, 2000. http://www.theses.fr/2000ISAT0025.

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Abstract:
Dans ce memoire, nous proposons une nouvelle methodologie de conception de nouvelles fonctions de puissance integrees basees sur le mode d'integration fonctionnelle et particulierement bien adaptees pour des applications de puissance fonctionnant directement sur le reseau electrique. Ce mode d'integration n'est pas uniquement base sur l'interconnexion de cellules isolees electriquement, mais sur l'usage des nombreuses interactions electriques des couches semi-conductrices au sein du cristal auxquelles on peut adjoindre des fonctionnalites de type mos en surface. L'aspect generique de ce mode d'integration nous a conduit a etablir une bibliotheque d'elements de base. Pour chaque element, nous avons defini un schema electrique representatif de sa fonctionnalite, une coupe de sa structure, une topologie de surface et un modele analytique base sur la physique des semi-conducteurs reliant les principaux parametres physiques et geometriques structurels aux parametres electriques. Actuellement, ces modeles analytiques permettent de proposer rapidement un premier dimensionnement des structures etudiees. Parallelement a ce travail d'identification et de modelisations, nous avons mis en place une chaine d'outils de cao dans l'environnement cadence correspondant a chaque etape du processus de conception. Les modeles analytiques ont ete codes en langage mast dans le logiciel saber et des passerelles existent pour arriver dans le meme environnement jusqu'aux dessins des masques. Les logiciels de simulations bidimensionnels (pisces) ont ete utilises pour mettre en evidence les interactions electriques parasites existant tant au niveau des cellules qu'au niveau de leurs associations. L'interet de cette bibliotheque d'elements de base a
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Haddad, Salah. "Contribution au développement d'un générateur automatique de programmes de simulation de procédés électromécaniques (GASPE)." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1991. http://www.theses.fr/1991INPL049N.

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Abstract:
Ce mémoire est composé de cinq chapitres et traite du développement d'un générateur automatique de programmes de simulation de procédés électromécaniques (Gaspe). Dans le premier chapitre, nous présentons un ensemble de logiciels de simulation utilises en France dans le domaine de l'électronique de puissance. La méthodologie de modélisation et de simulation des ensembles convertisseur-machine-commande et le générateur Gaspe qui en a résulté sont développés au sein du laboratoire Green. Nous les présentons dans le deuxième chapitre. Le développement du produit Gaspe en tant qu'outil de simulation fait l'objet du troisième chapitre. Le quatrième chapitre traite de l'application de Gaspe à la simulation numérique d'une machine asynchrone alimentée par un onduleur a mli. Enfin, le cinquième chapitre est consacré à la structuration de la bibliothèque de modules Gaspe
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Alin, François. "Contribution à la prédiction et au contrôle des comportements apériodiques dans les convertisseurs électromécaniques : Application de la théorie du chaos." Reims, 2005. http://theses.univ-reims.fr/exl-doc/GED00000237.pdf.

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Abstract:
Il est une croyance dans le domaine des sciences de l'ingénieur qui conduit à penser que toute divergence entre la simulation et l'expérimentation est nécessairement due à une modélisation imparfaite du convertisseur étudié ou bien à la manifestation d'épiphénomènes généralement négligés. C'est par exemple le cas du moteur pas à pas dans la zone de fonctionnement dite instable où la dynamique n'est plus périodique. Après avoir construit et simulé un modèle générique, validé par des observations expérimentales, nous mettons en évidence que ces comportements apériodiques sont en fait des propriétés intrinsèques du convertisseur. Pour cela, nous avons mis en oeuvre des outils d'analyse adaptés aux caractéristiques chaotiques de cet actionneur électromécanique. Nous avons conçu et réalisé un banc de commande et d'acquisition automatisé permettant de garantir un niveau de bruit minimal sur les mesures ainsi qu'une reproductibilité maximale des relevés expérimentaux. Nous avons également écrit des outils de simulation en langage C, les logiciels de calcul numérique généralistes se montrant inadaptés à l'étude de systèmes en limite de stabilité. A partir de ces deux études, théorique et expérimentale, nous proposons une méthodologie d'analyse des dynamiques exhibées par le moteur pas à pas. Finalement, cette connaissance fine et globale des comportements du moteur nous permet de proposer une stratégie de contrôle simple et économique, sans capteur de position. Elle vise à rendre périodique la dynamique du moteur dans les zones où elle ne l'est pas naturellement, ce qui permet à moindre coût d'étendre la plage utile au sens de l'ingénieur de ce convertisseur
There is a conviction in the engineer science field which led in thinking that any divergence between numerical simulation and experimental results is necessarily due to an imperfect modelisation of the converter or to an epiphenomenon manifestation ordinarily neglected. It's the situation for example of the stepping motor in the instable operation zone where the dynamics isn't periodic anymore. After having built and simulated a generic model validated by experimental observations, we demonstrate that these aperiodical behaviours are intrinsic properties of the converter. To do so, we have had to design special tools adapted to the specific chaotic characteristics of that electromechanical converter. We have built an automatic control and acquisition tool which assure a low noise level and a maximum of reproducibility of the experimental results. We have also written some simulation software in object C language because solutions obtained with generalist numerical tools on systems near the stability limits are usually not satisfying. With both theoretical and experimental approaches, we propose a systematic study of the dynamics exhibited by the step by step motor. That accurate knowledge of the motor behaviour allow us, at last, to propose a simple and economical control strategy without any position detector, in order to obtain a periodic motor behaviour in zones where it naturally isn't. This allows us to extend, at low cost, the useful range, in the engineer meaning, of this converter
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Desoutter, Isabelle. "Simulation bidimensionnelle par la méthode des éléments finis de procédés technologiques complets sur silicium : couplage avec un simulateur de dispositifs." Lille 1, 1985. http://www.theses.fr/1985LIL10052.

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Abstract:
MOBIDIC est un simulateur technologique très performant applicable aux procédés technologiques complets sur silicium. Il utilise la méthode des éléments finis. Les problèmes spatiaux et temporels peuvent être découplés. L'influence du maillage sur la stabilité des résultats est analysée. Un mailleur original très performant, le programme ORIENT, totalement compatible avec MOBIDIC, est mis au point. Les lois de distributions d'impureté Gaussiennes, Bigaussiennes et Pearson IV sont incluses dans le code MOBIDIC. Exemples. Accord avec SUPREM. Couplage possible avec le simulateur de dispositifs MINIMOS. L'écriture d'un préprocesseur d'entrée/sortie facile d'emploi s'est avérée nécessaire. Une bibliothèque des valeurs par défaut de tous les paramètres des modèles et constantes physiques est disponible.
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Kabil, Julie. "Étude des interactions par radiofréquence entre multiples dispositifs médicaux pour la compatibilité IRM." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0001/document.

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Abstract:
Avec une population mondiale vieillissante, de plus en plus de personnes sont à risque de présenter des pathologies pour lesquelles l’Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) est une modalité de choix : ainsi, le nombre d’examens IRM est en constante augmentation. Les patients âgés étant par ailleurs une population davantage susceptible de recevoir une implantation de dispositifs médicaux (tels qu’un pacemaker ou une prothèse de hanche), la sécurité des patients implantés en IRM est primordiale. En effet, cet appareil d’imagerie médicale fait intervenir différents champs électromagnétiques pouvant interagir avec un implant métallique et donner lieu à des risques potentiels pour le patient. Si des normes de compatibilité existent aujourd’hui pour soumettre individuellement les dispositifs médicaux à des tests standardisés et assurer leur innocuité en environnement IRM, les interactions entre multiples dispositifs médicaux vis-à-vis des ondes électromagnétiques radiofréquence (et des dangers qui peuvent en résulter) sont un domaine complexe qu’il est nécessaire de comprendre. L’objet de cette thèse est d’étudier ces interactions sur plusieurs niveaux : interactions intra-dispositif, interactions inter-dispositifs et interactions entre dispositif et plusieurs antennes. Une méthode de prédiction d’échauffement a été proposée pour simplifier l’étude de larges gammes d’implants, suivant les variations de paramètres caractérisant les différentes parties au sein d’une prothèse. Des simulations électromagnétiques et thermiques, associées à des mesures expérimentales dans un environnement IRM clinique, ont permis de mettre en évidence des phénomènes de couplages entre deux implants simplifiés et d’introduire une nouvelle métrique pour les quantifier. Enfin, une étude multi-antennes a fourni des éléments de réponse à la question de la sécurité d’un patient implanté en présence de plusieurs antennes, dans une configuration semblable à celle des examens en routine clinique. Les travaux présentés dans cette thèse ont ainsi permis d’évaluer les interactions vis-à-vis de la radiofréquence de l’IRM en présence d’un ou plusieurs dispositifs médicaux et antennes, ouvrant plusieurs perspectives pour aller vers une IRM sûre pour tous
With an aging population worldwide, more and more persons are at risk of suffering from pathologies which are best diagnosed or monitored with Magnetic Resonance Imaging (MRI): thus, the number of MRI exams is constantly increasing. Moreover, elderly patients being likely to undergo a medical device implantation (such as a pacemaker or a hip prosthesis) the safety of implanted patient in MRI is crucial. The medical imaging technique involves indeed different electromagnetic fields which can interact with a metallic implant and lead to potential hazard for the patient. Even though compatibility guidelines exist today to subject individually medical devices to standardized tests and ensure their harmlessness in an MRI environment, the interactions between multiple medical devices with respect to radiofrequency electromagnetic waves (and to the hazards that may follow) are a complex research area that has to be understood. The aim of this thesis is to study these interactions on different levels: intra-device interactions, inter-devices interactions and interactions between a device and several antennas. A prediction method has been proposed to simplify the study of large range of implants, according to the variations of parameters characterizing the different parts of a prosthesis. Electromagnetic and thermal simulations, associated with experimental measurements in a clinical MRI environment, allowed to highlight a coupling phenomenon between two simplified implants and to introduce a new metric to quantify them. Finally, a multi-antenna study led to some insights to answer the question of the safety of an implanted patient with several antennas, in a configuration similar to a clinical routine exam. Thus, the research work presented in this thesis allowed to assess the interactions with respect to MRI radiofrequency in presence of one or several medical devices and antennas, opening new prospects towards a safe MRI for everyone
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Bakhta, Athmane. "Modèles mathématiques et simulation numérique de dispositifs photovoltaïques." Thesis, Paris Est, 2017. http://www.theses.fr/2017PESC1046/document.

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Abstract:
Cette thèse comporte deux volets indépendants mais tous deux motivés par la modélisation mathématique et la simulation numérique de procédés photovoltaïques. La Partie I traite de systèmes d’équations aux dérivées partielles de diffusion croisée, modélisant l’évolution de concentrations ou de fractions volumiques de plusieurs espèces chimiques ou biologiques. Nous présentons dans le chapitre 1 une introduction succincte aux résultats mathématiques connus sur ces systèmes lorsqu’ils sont définis sur des domaines fixes. Nous présentons dans le chapitre 2 un système unidimensionnel que nous avons introduit pour modéliser l’évolution des fractions volumiques des différentes espèces chimiques intervenant dans le procédé de déposition physique en phase vapeur (PVD) utilisé pour la fabrication de cellules solaires à couches minces. Dans ce procédé, un échantillon est introduit dans un four à très haute température où sont injectées les différentes espèces chimiques sous forme gazeuse, si bien que des atomes se déposent petit à petit sur l’échantillon, formant une couche mince qui grandit au fur et à mesure du procédé. Dans ce modèle sont pris en compte à la fois l’évolution de la surface du film solide au cours du procédé et l’évolution des fractions volumiques locales au sein de ce film, ce qui aboutit à un système de diffusion croisée défini sur un domaine dépendant du temps. En utilisant une méthode récente basée sur l’entropie, nous montrons l’existence de solutions faibles à ce système et nous étudions leur comportement asymptotique dans le cas où les flux extérieurs imposés à la surface du film sont supposés constants. De plus, nous prouvons l’existence d’une solution à un problème d’optimisation sur les flux extérieurs. Nous présentons dans le chapitre 3comment ce modèle a été adapté et calibré sur des données expérimentales. La Partie II est consacrée à des questions reliées au calcul de la structure électronique de matériaux cristallins. Nous rappelons dans le chapitre 4 certains résultats classiques relatifs à la décomposition spectrale d’opérateurs de Schrödinger périodiques. Dans le chapitre 5, nous tentons de répondre à la question suivante : est-il possible de déterminer un potentiel périodique tel que les premières bandes d’énergie de l’opérateur de Schrödinger associé soient aussi proches que possible de certaines fonctions cibles ?Nous montrons théoriquement que la réponse à cette question est positive lorsque l’on considère la première bande de l’opérateur et des potentiels unidimensionnels appartenant à un espace de mesures périodiques bornées inférieurement en un certain sens. Nous proposons également une méthode adaptative pour accélérer la procédure numérique de résolution du problème d’optimisation. Enfin, le chapitre 6 traite d’un algorithme glouton pour la compression de fonctions de Wannier en exploitant leurs symétries. Cette compression permet, entre autres, d’obtenir des expressions analytiques pour certains coefficients de tight-binding intervenant dans la modélisation de matériaux 2D
This thesis includes two independent parts, both motivated by mathematical modeling and numerical simulation of photovoltaic devices. Part I deals with cross-diffusion systems of partial differential equations, modeling the evolution of concentrations or volume fractions of several chemical or biological species. We present in Chapter 1 a succinct introduction to the existing mathematical results about these systems when they are defined on fixed domains. We present in Chapter 2 a one-dimensional system that we introduced to model the evolution of the volume fractions of the different chemical species involved in the physical vapor deposition process (PVD) used in the production of thin film solar cells. In this process, a sample is introduced into a very high temperature oven where the different chemical species are injected in gaseous form, so that atoms are gradually deposited on the sample, forming a growing thin film. In this model, both the evolution of the film surface during the process and the evolution of the local volume fractions within this film are taken into account, resulting in a cross-diffusion system defined on a time dependent domain. Using a recent method based on entropy estimates, we show the existence of weak solutions to this system and study their asymptotic behavior when the external fluxes are assumed to be constant. Moreover, we prove the existence of a solution to an optimization problem set on the external fluxes. We present in Chapter3 how was this model adapted and calibrated on experimental data. Part II is devoted to some issues related to the calculation of the electronic structure of crystalline materials. We recall in Chapter 4 some classical results about the spectral decomposition of periodic Schrödinger operators. In text of Chapter 5, we try to answer the following question: is it possible to determine a periodic potential such that the first energy bands of the associated periodic Schrödinger operator are as close as possible to certain target functions? We theoretically show that the answer to this question is positive when we consider the first energy band of the operator and one-dimensional potentials belonging to a space of periodic measures that are lower bounded in certain ness. We also propose an adaptive method to accelerate the numerical optimization procedure. Finally, Chapter 6 deals with a greedy algorithm for the compression of Wannier functions into Gaussian-polynomial functions exploiting their symmetries. This compression allows, among other things, to obtain closed expressions for certain tight-binding coefficients involved in the modeling of 2D materials
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Le, Beller Luc. "Analyse, mesure et simulation du bruit associé à l'ionisation par impact des photodiodes à avalanche." Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20122.

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Abstract:
La simulation numerique est un puissant outil etude des dispositifs a semiconducteurs. Nous avons realise un simulateur du fonctionnement des photodiodes a avalanche, dans le but d'etudier le bruit de multiplication de ces composants, en vue de leur utilisation dans les systemes de telecommunications par fibre optique. La modelisation du fonctionnement electrique des photodiodes a avalanche et du bruit de multiplication sont a la base de cette etude. Par comparaison aux mesures de la densite spectrale de puisssance de bruit des photodiodes a avalanche inp/ingaasp/ingaas, les resultats obtenus par simulation sur ces memes structures montrent le bon fonctionnement du simulateur
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Naceur, Djamila. "Etude par simulation de l'anti-éblouissement horizontal et vertical dans les dispositifs à transfert de charge à trame." Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20083.

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Abstract:
Le phenomene d'eblouissement en cas de surcharge optique est l'un des problemes majeurs rencontres dans les capteurs d'image de type dispositifs a transfert de charge (ccd). Cette etude presente deux systemes d'anti-eblouissement dans des dispositifs a trame et leur optimisation technologique, electrique et geometrique. La protection contre l'eblouissement est assuree par un drain sous forme d'une diode implantee au voisinage du puits de potentiel. Cette diode est disposee soit en surface entre deux rangees de cellules (anti-eblouissement horizontal), soit en profondeur sous l'implant d'isolation (anti-eblouissement vertical). Cette diode ne doit pas injecter de charges dans le puits, mais doit pouvoir drainer l'eventuel exces de charge. Ceci exige la presence d'une barriere de potentiel creee technologiquement et/ou electriquement. Un logiciel (incluant la simulation de fabrication et de comportement electrique) a ete developpe dans le cadre de ce travail afin d'optimiser le systeme anti eblouissement sans sortir du domaine de fonctionnement. Il permet d'etudier l'influence de parametres comme les largeurs de grilles, les dopages sur les potentiels, les champs electriques, la charge maximum stockable. . . Dans la structure. Ce logiciel concu au depart pour des geometries precises, dispose maintenant d'outils de description souple permettant une generalisation a des structures variees. . . Et de possibilites d'analyse etendue des parametres
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Georgel, Vincent. "Étude de l'influence de l'assemblage sur le comportement des composants électromécaniques intégrés dans des systèmes radiofréquences." Phd thesis, Université Paris-Est, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00432057.

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Abstract:
Afin d'étendre la diversité des composants intégrables dans un System in Package (SiP), il apparaît nécessaire de développer l'intégration de composants hétérogènes. Cette étude présente une solution par report avec un scellement en polymère. L'utilisation de ces matériaux entraîne des problèmes de fiabilité thermomécanique. Grâce à un prototype virtuel, il est possible d'évaluer les sollicitations et de comprendre ce comportement de la structure. Cela permet de mieux appréhender les mécanismes de défaillance et d'optimiser la structure avant sa fabrication. Pour démontrer la faisabilité, nous avons utilisé des filtres à ondes acoustiques de surfaces (SAW filters). Nous avons étudié trois types de polymères (BCB, SU8 et TMMF) pour réaliser le scellement et protéger le filtre. Différents tests mécaniques, électriques et de fiabilité ont permis de valider cette solution. Nous avons réalisé un SiP comprenant un tuner et un filtre SAW dans un même boîtier pour de la télévision sur mobile
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Anselmi, Amedeo. "Ajustement anatomique des dispositifs d’assistance cardiaque mécanique de longue durée par exploitation de l’imagerie et de la simulation." Thesis, Rennes 1, 2017. http://www.theses.fr/2017REN1B001.

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Abstract:
Les assistances circulatoires mécaniques de longue durée (ACM) sont une stratégie de plus en plus répandue pour le traitement des patients porteurs d’insuffisance cardiaque avancée. Cependant, cette option thérapeutique reste associée à des complications immédiates at au suivi parfois particulièrement graves (telles que la thrombose de pompe, les évènements thromboemboliques et le dysfonctionnement du dispositif). Nous formulons l’hypothèse que l’analyse du positionnement postopératoire du dispositif (et notamment, de sa canule d’admission intraventriculaire) peut fournir des informations utiles à la prédiction des évènements cliniques cités ci-dessus. Nous formulons aussi l’hypothèse qu’il est possible d’optimiser la prise en charge de ces patients (choix du dispositif, choix du site ventriculaire et des modalités d’implantation) par le moyen d’une planification préopératoire assistée par ordinateur. Nous avons donc mis en place deux axes de recherche. Dans le premier, nous proposons un système original d’analyse d’orientation intraventriculaire de la canule d’admission (par rapport à la valve mitrale native) ; celui-ci démontre une association significative entre orientation de la canule en direction du septum interventriculaire et apparition clinique des complications. Ce moyen supplémentaire de prédiction spécifique-patient sera validé sur des cohortes plus large et testé dans le cadre d’une étude prospective. Dans le deuxième axe, nous proposons une solution d’implantation virtuelle spécifique patient. Elle est basée sur une segmentation semi-automatique des structures cardiaques, une visualisation augmentée du scanner préopératoire, un positionnement virtuel d’une représentation numérique des différents dispositifs, et une analyse de collision de celui-ci avec la paroi thoracique (ACM mono-ventriculaire et coeur artificiel total) ou le ventricule droit (ACM mono-ventriculaires). Nous ouvrons enfin les perspectives vers une approche d’analyse et prédiction physiologique basée sur la simulation par ordinateur de l’hémodynamique du ventricule gauche assisté
Long-term circulatory mechanical assist devices are increasingly employed in the management of patients with advanced heart failure. Nonetheless, this therapeutic strategy is still associated with immediate and long-term complications; among these, pump thrombosis, thromboembolic events and pump dysfunction are particularly dreadful. Mechanical factors are involved in their pathogenesis. We hypothesize that the analysis of the post-implantation positioning of the devices (and particularly of the admission cannula for left ventricular assist devices) might provide additional useful information for the prediction of the above events. We also hypothesize that it is possible to optimize the management of these patients (under the perspective of device selection, choice of the left ventricular implantation site and implantation modalities) through computer-assisted preoperative planning. We have therefore established two axes of research. With the first axis, we propose an original system for orientation analysis of the intraventricular admission cannula with respect to the mitral valve (postoperative CT scan). This analysis indicates a significant association between the cannula orientation towards the interventricular septum and the occurrence of early/delayed complications. This novel method will be validated in larger cohorts and tested in a prospective clinical investigation. With the second axis, we propose a virtual implantation solution (environment Cami-TK), based on semi-automatic segmentation of cardiac structures (preoperative CT scan), augmented visualization of the CT scan images, virtual positioning of a 3D mesh representing the devices, and collision analysis with the thoracic structures (left ventricular assist devices and total artificial heart) or the right ventricle (ventricular assist devices only). We finally indicate future investigations concerning the application of computational fluid dynamics to facilitate computer simulation of the hemodynamics within the assisted left ventricle, and refined prediction of adverse events
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Toussaint, Geneviève. "Modélisation du confinement des débris des pales d'un moteur d'avion dans un caisson hybride métal-composite." Master's thesis, Université Laval, 2007. http://hdl.handle.net/20.500.11794/19372.

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Batikh, Ahmad. "Contrôle de l'aérodynamique externe des véhicules aériens par des dispositifs microfluidiques : étude de l’effet de mini et micro-jets synthétiques sur des écoulements pariétaux." Toulouse, INSA, 2008. http://eprint.insa-toulouse.fr/archive/00000179/.

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Abstract:
Le contrôle de l’écoulement est un axe majeur d’amélioration des performances des véhicules terrestres ou aériens (augmentation de la portance par suppression des décollements sur une aile d’avion par exemple). Dans la boucle de contrôle, l’actionneur est un élément essentiel et la caractérisation de son fonctionnement et de son effet sur l’écoulement contrôlé est indispensable pour déterminer les lois de contrôle efficaces. Parmi les technologies employées, les actionneurs fluidiques, dont le jet synthétique fait partie, ont l'avantage de ne pas avoir de parties mobiles en contact direct avec l'écoulement extérieur et permettent un contrôle simple de la forme temporelle de l'excitation imposée. Pour caractériser le jet synthétique dans un environnement au repos, des études numérique et expérimentale sont menées. L’étude expérimentale fait appel à deux techniques de mesure : l’anémométrie fil-chaud et la PIV. Une comparaison du comportement du jet synthétique avec celui d’autres types de jet (jet continu et jet pulsé) est effectuée. L’influence d’un jet synthétique sur la couche limite d’un jet de paroi dont le sens d’écoulement est normal à l’axe du jet synthétique est ensuite étudiée. Ce jet de paroi est tout d’abord plan puis présente un décollement résultant d’une rupture brusque de pente quelques millimètres en aval de l’actionneur jet synthétique. L’interaction de deux jets synthétiques très rapprochés et les effets de miniaturisation font finalement l’objet d’une étude numérique car leurs effets peuvent être très importants dans le cas de l’implantation d’un réseau de micro-actionneurs sur une surface sur laquelle nous souhaitons contrôler le décollement
In external aerodynamics of land and air vehicles, flow control is a major axis of performance improvement (lift increasing and drag reduction by eliminating flow separation on an aircraft wing, for example). In the control loop, the actuator is an essential element and the characterization of its operations and its effect on the flow control is required to establish effective control laws. Among the technologies employed, the fluidic actuators, whose synthetic jet is a part, have the advantage of having no moving parts in direct contact with the outside flow and allow simple control of the temporal form of excitement imposed. To characterize the synthetic jet in a quiescent environment, numerical and experimental studies are conducted. The experimental study uses two techniques of measurement: the hot-wire anemometry and the PIV. A comparison of the behavior of synthetic jet with other types of jet (continuous jet and pulsed jet) is done. The influence of a synthetic jet on the boundary layer of a wall jet whose flow direction is normal to the axis of synthetic jet is then studied. This wall jet is first plan and then presents a flow separation resulting from a forced rupture a few millimeters downstream of the synthetic jet actuator. The interaction of two adjacent synthetic jets, and the effects of miniaturization are finely the subject of a numerical study because their effects can be very important in the case of the establishment of an array of micro-actuators on a surface ( airplane wing, for example) on which we want to control the separation
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Peralta, Cortes Héctor. "Création de critères d'évaluation de dispositifs d'assistance pour personnes en situation de handicap." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2009. http://www.theses.fr/2009VERS0026.

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Abstract:
Le projet PLEIA regroupe au sein d’une plateforme méthodologique un ensemble d’outils logiciels pour l’aide à l’évaluation d’interfaces pour des personnes en situation de handicap. Cette plateforme est constituée de différents modules : PLEIA Eveil fonctionnel est destiné à l’étude des interactions entre un périphe��rique d’interface et un système d’éveil (jouets ou robots), PLEIA Exercice est destiné aux interfaces de pointage (ordinateurs personnels), PLEIA fonctionnel est destiné aux interfaces de commande pour des aides techniques (fauteuils roulants électriques). Ces modules, destinés aux thérapeutes, permet de créer un environnement d’évaluation basique ou écologique. Il s’agit de pouvoir créer des tests, intégrant la configuration des interfaces, ainsi qu’une analyse objective du comportement réalisé par la personne évaluée. Cette thèse est centré sur l’outil PLEIA Exercice et l'évaluation associée. Des résultats expérimentaux sont présentés sur des enfants myopathes
PLEIA project is a methodological platform of different software tools for the evaluation of different interfaces for persons with disabilities. This platform is based on different modules: PLEIA Functional awaking which is used to study the interactions between the interfaces peripheral and awaking systems (toys and robots), PLEIA Exercise which is based on the pointing devices for a personal computer, PLEIA Functional which is oriented to the command interfaces for the technical aids such as electric powered wheelchair. These modules are used by occupational therapists to create a basic evaluation. It tries to create tests with the integration of interfaces and performance analysis of patients. This thesis is based on PLEIA Exercise and Evaluation modules. The experimental results are shown for myopathic Children. The obtained results are promising
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Verbrugge, Vivien. "Étude de dispositifs optiques à micro-cavité verticale pour l'utilisation dans un module multi-longueur d'onde." Rennes, INSA, 2003. http://www.theses.fr/2003ISAR0001.

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

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Abstract:
La simulation réaliste de foule est un problème ouvert et difficile à cause de la multitude d'informations qui sont prises en compte par un humain pour déterminer sa trajectoire de marche. Dans cette thèse nous cherchons à modéliser puis à simuler de manière aussi réaliste que possible les interactions de suivis entre individus se déplaçant dans les foules. Nous proposons une approche en trois grandes étapes. Dans un premier temps, nous constituons une base de données cinématiques pour observer le comportement de suivi lors du déplacement de groupes de piétons à partir d'un procédé expérimental original utilisant la technologie de capture de mouvements optoélectronique. Le traitement des données acquises requiert le développement d'une méthode spécifique de reconstruction des données brutes. La base de données ainsi obtenue représente le premier résultat de notre travail. Dans un deuxième temps, nous proposons une analyse détaillée de ces données. Nous mettons en évidence d'une part, la nature des interactions locales entre les sujets, et d'autre part les phénomènes globaux qui émergent de la combinaison de ces interactions dont en particulier la formation de vague de vitesses qui se propagent. Cette analyse constitue notre deuxième résultat majeur et conduit à notre troisième et dernier résultat : un modèle numérique d'interaction locale de suivi que nous calibrons sur les données expérimentales acquises. Les résultats de simulation sont finalement évalués quant à leur capacité à reproduire les phénomènes macroscopiques observés et analysés. Enfin, nous montrons des cas d'usage pratique de notre modèle
Realistic crowd simulation is an open and challenging problem due to the high quantity of information that is taken into account by a human to determine his walking trajectory. In this thesis, we aim at modeling and simulating the following interactions between individuals moving in crowds. We propose an approach in three major steps. Firstly, we build up a kinematic database to observe following behaviors during pedestrian groups movement from an original experimental process using motion capture. Acquired data treatment requires to develop a specific reconstruction method of the raw data. The obtained database is our first result. Secondly, we propose a detailed analysis of these data. We highlight both the nature of the local interactions between participants and the global patterns that emerge from the combination of these interactions, in particular, the formation of propagating speed waves. This analysis is our second major result and leads up to our third and last result : a numerical model of following behavior between pedestrians calibrated on our experimental data. Simulation results are evaluated on their capacity to reproduce the macroscopic patterns we have observed and analyzed. We finally show different applications of our model
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Lemercier, Samuel. "Simulation du comportement de suivi dans une foule de piétons à travers l'expérience, l'analyse et la modélisation." Phd thesis, Université Rennes 1, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00724072.

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Abstract:
La simulation réaliste de foule est un problème ouvert et difficile à cause de la multitude d'informations qui sont prises en compte par un humain pour déterminer sa trajectoire de marche. Dans cette thèse nous cherchons à modéliser puis à simuler de manière aussi réaliste que possible les interactions de suivis entre individus se déplaçant dans les foules. Nous proposons une approche en trois grandes étapes. Dans un premier temps, nous constituons une base de données cinématiques pour observer le comportement de suivi lors du déplacement de groupes de piétons à partir d'un procédé expérimental original utilisant la technologie de capture de mouvements optoélectronique. Le traitement des données acquises requiert le développement d'une méthode spécifique de reconstruction des données brutes. La base de données ainsi obtenue représente le premier résultat de notre travail. Dans un deuxième temps, nous proposons une analyse détaillée de ces données. Nous mettons en évidence d'une part, la nature des interactions locales entre les sujets, et d'autre part les phénomènes globaux qui émergent de la combinaison de ces interactions dont en particulier la formation de vague de vitesses qui se propagent. Cette analyse constitue notre deuxième résultat majeur et conduit à notre troisième et dernier résultat : un modèle numérique d'interaction locale de suivi que nous calibrons sur les données expérimentales acquises. Les résultats de simulation sont finalement évalués quant à leur capacité à reproduire les phénomènes macroscopiques observés et analysés. Enfin, nous montrons des cas d'usage pratique de notre modèle.
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Guilhem, Noëlie. "Analyses et caractérisations numérique et expérimentale d'un caloduc tournant à grandes vitesses de rotation." Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2011. http://www.theses.fr/2011ESMA0011.

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Abstract:
L'utilisation de machines électriques soumises à des conditions de fonctionnement toujours plus sévères (vitesse de rotation, dissipations de chaleur) nécessite la mise au point d'un dispositif efficace, autonome et fiable, capable d'extraire la chaleur de ces équipements tout en respectant les contraintes de poids, de taille et de coût rencontrées dans l'aéronautique. Outre ses qualités de système passif pouvant transférer d'importantes quantités de chaleur, le caloduc tournant axial satisfait ces exigences du fait de l'encombrement minimal et des faibles quantités de fluide qu'il nécessite. La caractérisation de ce type de dispositifs diphasiques soumis à de fortes accélérations radiales (jusqu'à 16 000 g) a fait l'objet de travaux à la fois numériques et expérimentaux effectués dans le cadre de cette thèse. Une première phase de l'étude développée dans ce mémoire a été dédiée à la description du comportement thermo-hydraulique interne du caloduc tournant par une approche semi-analytique centrée sur la modélisation du comportement de la phase liquide. Cette réflexion, menée à la fois dans des cas de remplissage minimaux ainsi que dans des cas de sur-remplissage, a permis de mettre en évidence la sensibilité des performances aux différents paramètres de fonctionnement que sont la vitesse de rotation, le flux de chaleur, la masse de fluide, la température de saturation et la nature du fluide. La caractérisation du caloduc tournant a ensuite été complétée par une phase expérimentale nécessaire à la quantification des capacités de transferts de chaleur dans des conditions réelles de fonctionnement. Les différentes campagnes d'essais menées ont permis d'une part de s'assurer du fonctionnement du dispositif chargé soumis à des accélérations très élevées et d'autre part, de quantifier les performances du système pour diverses conditions opératoires (vitesse, flux de chaleur, etc. ). L'ensemble des investigations a révélé un potentiel de transfert de chaleur très satisfaisant, ce qui s'avère très encourageant en vue d'une intégration du système dans une machine tournante
The use of electrical equipments undergoing hard operating conditions (rotational speed, heat dissipations) leads to the development of an efficient, passive and reliable device, capable of extracting heat from those systems while satisfying constraints such a weight, size and cost encountered in aeronautics. As well as being a good passive system transferring large quantities of heat, the axial rotating heat pipe satisfies all those requirements because of its reduced size and the small working fluid loads. The characterization of this type of two-phase devices operating under high radial acceleration levels (up to 16 000 g) has led to researches both numerical and experimental carried out during this thesis. The first phase of this study is devoted to the internal thermo hydrodynamic behaviour of the rotating heat pipe with a semi-analytic approach, concentrated on the behaviour of the liquid phase. This analysis, carried out with both minimal and overweight conditions, has highlighted the devices performances sensibility to the different operating parameters which are the rational speed, the heat flux, the filling ration the saturation temperature and the type of fluid. The rotating heat pipe characterization has then been completed with an experimental phase, necessary to the evaluation of its heat transfer capacities in real operating conditions. Different series of tests first checked the ability of the device to operate under high accelerations while being loaded with fluid and then lead to the system performances determination for several operating conditions (speed, heat flux, etc. ). All those investigations revealed a very interesting heat transfer potential which is very promising for the integration of this system in rotating equipment
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Karray, Mohamed. "Contribution à la modélisation hiérarchique de systèmes opto-électroniques à base de VHD-AMS." Paris, ENST, 2004. http://www.theses.fr/2004ENST0044.

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Abstract:
Dans un contexte technologique où le degré d'intégration des circuits en micro et optoélectronique est de plus en plus fort, il apparaît nécessaire aux concepteurs de ces circuits de disposer d'outils de simulation complets permettant non seulement d'étudier le fonctionnement des différents éléments constitutifs des sous-systèmes qu'ils réalisent, mais également d'évaluer les performances globales de l'ensemble. Ce travail de thèse porte sur l'élaboration de modèles de composants optoélectroniques en utilisant le langage VHDL-AMS, langage particulièrement bien adapté à la modélisation de systèmes multi-domaines en intégrant les différentes contraintes : l'électronique, l'optique, la thermique ou la mécanique. Ce langage offre aussi la possibilité de modéliser à différents niveaux d'abstraction un même système. Notre travail se situe dans le contexte du projet SHAMAN, dont le but était de modéliser chaque composant d'un microsystème opto-électronique à haut débit, courte distance et à fortes interactions thermiques et mécaniques. La mise en oeuvre d'une méthodologie de modélisation hiérarchique permettant de commuter entre deux conceptions ascendante et descendante amène à des solutions optimales en termes de performances, de coût et de temps de conception : ceci en ré-utilisant des composants virtuels dont l'utilisation est régie par des règles de propriétés intellectuelles (IP)
In a technological context in which the integration degree in micro and optoelectronic circuits increases more and more, it becomes necessary for the designers to get complete simulation tools, in order to study not only the behavior of different constitutive elements of sub-systems that they design, but also to evaluate global performances of the system. This thesis work concerns the design of opto-electronic component models, by using VHDL-AMS language. This language is very convenient for multi-domain modelling : electronics, optics, thermics or mechanics. It gives also the capability to get models at different abstraction levels in the system. Our work is a part of SHAMAN project. Its objective is to model every component of an opto-electronic system with the conditions of high speed, short distance, and strong thermal and mechanical interactions. The methodology used is hierarchical, combining top-down and bottom-up design flow in order to get optimal solutions about performances, cost and design time, and by re-using virtual components following intellectual property rules (IP)
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Kodjo, Vidjannagni. "Évaluation et modélisation des dispositifs de retenue pour motards." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSE1141/document.

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Abstract:
En France, en 2015 les motocyclistes représentent 43% des blessés graves victimes d'accidents de la circulation routière. Au même moment, même si les accidents de chocs de motocyclistes contre les dispositifs de retenue routiers ne représentent en moyenne que 10% des accidents de la circulation routière, les motocyclistes présentent un risque de décès 30 à 80 fois supérieur au risque de décès des usagers de véhicules impliqués dans le même type d'accidents.Pour renforcer la sécurité des motocyclistes, les dispositifs de retenue pour automobiles (dispositifs traditionnels) sont équipés à leur partie inférieure d'écran de protection motards. Les écrans motards ont pour but d'amortir de manière progressive les chocs des motocyclistes en les empêchant dans le même temps de passer à travers la partie inférieure des dispositifs de retenue pour automobiles, de percuter un poteau et d'être sévèrement blessés. Les écrans motards doivent subir des essais de chocs normatifs et répondre à certaines exigences afin de pouvoir être installés sur le bord des routes européennes et de garantir surtout la sécurité des motards. Cependant, il n'existe que des procédures normatives pour tester ces dispositifs, la procédure LIER dans le contexte Français et la procédure normative EN 1317-8 dans le contexte Européen. Afin d'évaluer ces deux procédures normatives et de proposer de nouvelles dispositions pouvant servir de procédure normative plus avancée sur le protocole d'essais d'évaluation de performances d'écrans motards, des simulations numériques ont été réalisées. Un modèle numérique complet de dispositif de retenue routier équipé d'écran motard en acier a été développé et corrélé sur un essai de choc réel sur un dispositif de même type. Une fois corrélé,le modèle a été utilisé afin d'évaluer l'influence des conditions d'essais et des caractéristiques mécaniques matériaux de l'écran sur les performances de l'écran motard. Enfin, une nouvelle démarche d'évaluation de performances d'écran de protection motard a été mise en place
In France, in 2015,motorcyclists represent 43% of seriously injured accident victims in road traffic. At the same time, even though motorcyclists impact crashes against the road restraint systems represent on average 10% of accidents in road traffic, motorcyclists present a risk of death from30 to 80 times upper than the risk of death for users of vehicles involved in the same type of accidents. To enhance the safety of motorcyclists, Vehicle Restraints Systems (VRS) arefitted to the lower part of restraint systems for motorcyclists. Motorcyclist’s Restraint Systems (MRS) are designed to absorb shocks gradually and to preventmotorcyclists to pass through the lower part of VRS, to hit a post and be severely injured. Before being installed on the roadsides, MRS have to be crash-tested according to standards in order to evaluate their safety and ensure motorcyclists safety. However, there are only normative procedures to testMRS, the LIER procedurein the French context and the procedure EN1317-8 in the European context. To assess both normative procedures and propose new provisions which can be used as normative procedure more advanced on the protocol of MRS performances evaluation tests, numerical simulations were performed. A numerical model of MRS was developed and correlated on one real impact test on other device of same type. Once correlated, the model was used to conduct a parametric study on the test conditions and thematerialsmechanical properties of the MRS. Finally, a new demarche of MRS performances evaluation was developed
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Nguyen-Duc, Long Hung. "Tracking de dispositifs et de structures pour le traitement endovasculaire des pathologies aortiques." Thesis, Rennes 1, 2017. http://www.theses.fr/2017REN1S142/document.

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Abstract:
Ces travaux s’inscrivent dans le cadre de la navigation endovasculaire assistée par ordinateur. L’objectif principal est d’étudier et de proposer de nouvelles solutions pour la localisation et le suivi des dispositifs endovasculaires en mouvement par rapport aux structures anatomiques, considérées comme immobiles ou mobiles. Il s’agit à terme de faciliter le geste interventionnel, en maximisant la précision et la fiabilité des procédures, tout en minimisant le recours aux rayons X et au produit de contraste. Les travaux et résultats obtenus concernent : - L’étude d’approches de recalage permettant de fusionner des données 3D pré-opératoires décrivant les structures anatomiques et des données intra-opératoires de localisation 3D électromagnétique (positions d’un cathéter équipé d’un capteur magnétique en son extrémité). Dans le contexte du traitement des anévrismes aortiques abdominaux, deux méthodes de recalage ne nécessitant pas de marqueur externe et exploitant uniquement les trajectoires endovasculaires (avec hypothèse de correspondance totale ou partielle) ont été proposées. Les tests ont été réalisés sur fantôme physique. Bien que la précision de localisation des systèmes électromagnétiques soit encore limitée, ceux-ci pourraient être utilisés pour aider la navigation endovasculaire, comme par exemple, lors du cathétérisme d’artères collatérales. - L’élaboration d’une méthode de tracking des calcifications et de repères dans les séquences d’images fluoroscopiques, dans le contexte des procédures d’implantation endovasculaire de valve aortique (TAVI). Nous avons proposé une méthode de tracking par modèle d’apparence adaptatif (TMAA). L'approche a été évaluée sur 13 séquences fluoroscopiques dans le cadre des procédures TAVI valve native et 5 séquences fluoroscopiques dans le cadre des procédures TAVI valve-in-valve. Elle fournit une erreur de localisation moyenne inférieure à 1 mm et un temps de traitement de 32,23 ms/trame. L’évaluation de cette méthode et son application sur données patients ont permis de montrer la précision et la compatibilité du tracking avec une utilisation clinique
This work is part of computer-assisted endovascular navigation. The aim of this thesis is to study and to propose new solutions for the localization and the tracking of moving endovascular devices within anatomical structures, which can be considered fixed or moving. The objective is to facilitate the endovascular intervention, by maximizing the accuracy and reliability of procedures, while minimizing the use of X-rays and contrast agents. The works concern : - The study of registration approaches to align pre-operative 3D data describing the anatomical structures and intra-operative 3D electromagnetic data (positions of a catheter equipped with a magnetic sensor at its tip). In the context of the treatment of abdominal aortic aneurysms (AAA), two fiducial-free registration methods that exploit only the endovascular trajectories (with total or partial correspondence hypothesis) have been proposed. The tests were performed on an AAA phantom. Although the localization accuracy of electromagnetic systems is still limited, these could be used to assist endovascular navigation (e.g., catheterization of collateral arteries). - The elaboration of a method to track calcifications and markers in fluoroscopic sequences, in the context of transcatheter aortic valve implantation (TAVI) procedures. We proposed a method of tracking by adaptive appearance model (TMAA). The approach was evaluated on 13 fluoroscopic sequences as part of TAVI native valve procedures and 5 fluoroscopic sequences as part of TAVI valve-in-valve procedures. The average localization error was less than 1 mm and the average processing time was 32.23 ms/frame. The evaluation of this method and its application on patient data has made it possible to show the precision and the compatibility of the tracking with a clinical use
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M'Boungui, Gaston. "Actionneur piézoélectrique commandable en frottement variable pour application haptique." Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10002.

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Abstract:
Comme une solution au caractère encombrant souvent observé au niveau de nombreuses interfaces haptiques, nous proposons un dispositif de conception simple fonctionnant sur le principe de régulation du coefficient de frottement. Cette structure est constituée d'une plaque en cuivre-berryllium de dimension 64x38x3 mm sur laquelle sont collées à l'époxy des céramiques piézoélectriques PZT convenablement agencées. Cette plaque tient sur quatre pieds chacun à l'extrémité sphérique ou plane. Ainsi, une alimentation électrique adéquate du dispositif autour de sa fréquence de résonance crée une onde stationnaire dont on a choisi deux ventres pour positionner les pieds. Dès lors une force de frottement variable entre les pieds et un substrat en acier par exemple est obtenue par le contrôle de l'amplitude vibratoire en harmonie avec le principe de la lubrification électroactive. Comme résultat, un usager perçoit un effort en tenant la plaque avec les doigts de la main et en déplaçant cette plaque sur le substrat plan comme il le ferait avec une souris d'ordinateur. Une première évaluation psychophysique tend à valider le dispositif pour une application en retour d'effort pouvant consister à identifier les limites ou les changements de forme d'objets d'un environnement virtuel
As a solution to the lack of compactness and simplicity often encountered in haptic interfaces, we propose a device based on friction coefficient control principle. This device includes polarised piezoceramics well adjusted and glued to a 64x38x3 mm copper-beryllium plate supported by four legs. Then, properly energised around a resonant frequency, with legs at antinodes, a stationary wave is created in the plate. Variable friction forces between the legs and the plane substrate are created by the control of the wave amplitude, according to electro-active lubrication. So the user obtains force feedback by holding the plate, and moving it on a plane substrate, as he couId do with a mouse interface. Preliminary psychophysical evaluation trends to assess the validity of the device as a force feedback interface able to sense limits or shape changes of objects from virtual environment in the future
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Al, Isber Aziz. "Modélisation de l'écoulement instationnaire décollé à la traversée d'un diaphragme par la méthode des vortex aléatoires." Toulouse, ENSAE, 1991. http://www.theses.fr/1991ESAE0002.

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Abstract:
La méthode des vortex aléatoires est appliquée à la simulation de l'écoulement instationnaire à la traversée d'un diaphragme. La géométrie axisymétrique étudiée nécessite l'extension des concepts, plans aux éléments tourbillonnaires du type ruban et d'anneaux. Grâce à une réduction importante du temps de calcul, des comparaisons avec les résultats expérimentaux à partir d'un fichier de 1000 pas de temps ont été réalisées. Elles portent sur la description physique de l'écoulement (visualisation qualitative des structures tourbillonnaires), sur les champs de vitesse et de pression ainsi que sur les corrélations et analyses spectrales. Ces comparaisons quantitatives sont très satisfaisantes, grâce à l'incorporation dans le modèle d'un mécanisme de réduction temporelle de la circulation des anneaux tourbillonnaires.
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Richert, Julien. "Contribution au développement et à l'optimisation de systèmes de retenue adaptatifs pour l'améloration de la sécurité passive dans le domaine automobile." Valenciennes, 2007. http://ged.univ-valenciennes.fr/nuxeo/site/esupversions/80d2e31b-0b99-4d74-b885-5932b37a307a.

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Abstract:
Ces dernières années, la sécurité automobile est devenue en enjeu majeur pour tous les constructeurs automobiles en raison de sa place grandissante dans leurs stratégies marketing. A cela s’ajoute une forte volonté politique de réduire le nombre de victimes sur les routes. Dans cette optique, l’avènement de nouveaux systèmes de retenue dits adaptatifs est appelé à jouer un grand rôle. Ce mémoire de doctorat a pour but de présenter le développement et l’optimisation d’un système de retenue adaptatif en simulation numérique. Cette thèse s’appuie sur trois ans de simulations et d’expérimentations au sein de la recherche du groupe Daimler AG dans le service Assistance and Safety Systems (Systèmes d’assistance et de sécurité). Le premier pas de cette étude a été d’identifier le crash frontal comme le type de collision pour lequel le système de retenue devait être optimisé et dans un second temps d’évaluer les composants du système de retenue devant être mis en jeu afin de rendre ledit système de retenue adaptatif. L’airbag passager a été retenu comme support de l’adaptabilité introduite dans le système de retenue. Contrairement aux systèmes de retenue classiques, la méthode d’optimisation proposée dans cette thèse a pour but d’améliorer leur adaptabilité et non pas simplement leur performance. Pour ce faire, un tenseur d’adaptabilité regroupant des cas de chargement permettant d’évaluer l’adaptabilité d’un système de retenue ainsi qu’un score d’adaptabilité rendant compte de son niveau d’adaptabilité ont été défini. Cette thèse se propose de rendre le système de retenu adaptatif par la mise en œuvre de deux principes distincts : l’amortissement variable et le couplage anticipé de l’occupant. L’amortissement variable a été réalisé en contrôlant le flux massique sortant de l’airbag par le biais d’évents adaptatifs pouvant être contrôlé temporellement, géométriquement ou auto adaptatifs. Cette méthode s’est révélée avantageuse dans l’utilisation de toute la distance disponible pour stopper l’occupant. Le couplage anticipé a nécessité la mise en œuvre d’un airbag dont la forme et le volume peuvent être adaptés aux conditions du crash. Ce principe a montré d’excellents résultats dans le cas d’occupants assis en positions médianes ou reculées. Un modèle numérique associant amortissement variable et couplage anticipé a été évalué d’après le tenseur d’adaptabilité. L’utilisation simultanée de ces deux principes s’est traduite par une amélioration des performances mais surtout de adaptabilité du système de retenue. La généralisation des systèmes de retenue adaptatifs et notamment des airbags variables se révèlent être d’une importance capitale vers l’augmentation du niveau moyen de sécurité du passager quelque soit les conditions de crash
In the last years, automotive safety became a major issue for the car manufacturers due to its growing importance in their marketing strategy. This comes on the top of a strong political will to reduce the fatalities due to road accidents. In this perspective, newly developed adaptive restraint systems are in the starting blocks to play an important role. This PhD thesis aims at presenting the design and optimization of an adaptive restraint system using numerical simulation. This study relies on three years of simulations and experiments by the Group Research of Daimler AG in the department Assistance and Safety Systems. The first step of this study was to identify frontal crash as the load case likely to be optimized and then to evaluate the restraint system components to be involved to introduce adaptability in the restraint system. The passenger airbag has been chosen as object to bring the adaptability into the restraint system. Contrary to state-of-the-art restraint systems, the optimization method proposed here focused on the adaptability and not only on the restrain performance. To this aim, an adaptability tensor including load cases enabling the adaptability assessment of a restraint system as well as an adaptability score accounting for its adaptability level have been defined. This thesis intends to introduce adaptability in the restraint system by implementing two distinct principles: the variable damping and the earlier coupling of the occupant. Variable damping has been realized by controlling the gas flowing out of the airbag through adaptive vents which trigger time or exhaust orifice sizes. Self-adaptive vents have also been considered. This method proves profitable when it comes to use all the available distance to stop the occupant. Earlier coupling involves the implementation of an airbag whose shape and volume could be adapted to the crash conditions. This principle shows excellent results with occupants sitting in middle to rear-most seat track positions. A numerical simulation model associating variable damping and earlier coupling has been evaluated according to the adaptability tensor. The simultaneous use of both principles leads to an increase of the performance but above all of the adaptability level of the restraint system. The spread of adaptive restraint systems and especially of variable airbags proved their importance towards the increase of the average safety level of the passenger whatever the crash conditions
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Belhaj, Mohamed Moez. "Conception et caractérisation des dispositifs micro-ondes pour la fabrication de circuits à base de graphène." Thesis, Lille 1, 2016. http://www.theses.fr/2016LIL10048/document.

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Abstract:
Ce travail a été réalisé dans le cadre du projet GRACY regroupant l’IEMN et d’autres laboratoires de recherche : CALISTO et IMS Bordeaux. Ce manuscrit fait état d’une synthèse exhaustive des études et avancées menées dans le cadre de ce travail de thèse au sein de l’Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN) dans le groupe CARBON. Le principal axe de réflexion de ce travail repose sur la conception, la modélisation et la caractérisation des dispositifs actifs et passifs sur substrat souples et rigides en vue du développement de nouveaux composants et de circuits électroniques avec des critères de performances de plus en plus importants. Au cours de ce travail, l’accent a été principalement portée sur les étapes essentielles à la réalisation de circuit intégré en ondes millimétriques utilisant la technologie coplanaire en impression jet d’encre et les transistors à effet de champ à base de graphène (GFETs). Ce mémoire montre en particulier l’intérêt et les potentialités du graphène pour son intégration au sein des circuits électroniques. De plus, une attention particulière a été portée sur la modélisation et les techniques de caractérisations relatives aux dispositifs passifs sur substrat souple. Par conséquent, un banc de caractérisation de ces éléments sur substrat flexibles a été développé au cours de cette thèse afin de vérifier et consolider expérimentalement leurs comportements
This work was carried out under the project involving GRACY IEMN and other research laboratories: CALISTO and IMS Bordeaux. This manuscript reports a comprehensive overview of studies and advanced conducted as part of this thesis in the Institute of Electronics, Microelectronics and Nanotechnology (IEMN) in CARBON group. The main reflection axis of this work is based on the design, modeling and characterization of active and passive devices on flexible and rigid substrates for the development of new components and electronic circuits with increasingly important performance criteria. During this work, the focus was mainly focused on the essential steps to achieving integrated circuit millimeter wave using coplanar technology by inkjet printing and field effect transistors based on graphene (GFETs). This memory in particular shows the importance and potential of graphene for integration into electronic circuits. In addition, special attention was paid on modeling and characterization techniques related to passive devices on flexible substrates. Therefore, a characterization bench of these elements on flexible substrate has been developed during this thesis to verify and consolidate their behavior experimentally
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M'Boungui, Gaston. "Actionneur piézoélectrique commandable en frottement variable pour application haptique." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10002/document.

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Abstract:
Comme une solution au caractère encombrant souvent observé au niveau de nombreuses interfaces haptiques, nous proposons un dispositif de conception simple fonctionnant sur le principe de régulation du coefficient de frottement. Cette structure est constituée d'une plaque en cuivre-berryllium de dimension 64x38x3 mm sur laquelle sont collées à l'époxy des céramiques piézoélectriques PZT convenablement agencées. Cette plaque tient sur quatre pieds chacun à l'extrémité sphérique ou plane. Ainsi, une alimentation électrique adéquate du dispositif autour de sa fréquence de résonance crée une onde stationnaire dont on a choisi deux ventres pour positionner les pieds. Dès lors une force de frottement variable entre les pieds et un substrat en acier par exemple est obtenue par le contrôle de l'amplitude vibratoire en harmonie avec le principe de la lubrification électroactive. Comme résultat, un usager perçoit un effort en tenant la plaque avec les doigts de la main et en déplaçant cette plaque sur le substrat plan comme il le ferait avec une souris d'ordinateur. Une première évaluation psychophysique tend à valider le dispositif pour une application en retour d'effort pouvant consister à identifier les limites ou les changements de forme d'objets d'un environnement virtuel
As a solution to the lack of compactness and simplicity often encountered in haptic interfaces, we propose a device based on friction coefficient control principle. This device includes polarised piezoceramics well adjusted and glued to a 64x38x3 mm copper-beryllium plate supported by four legs. Then, properly energised around a resonant frequency, with legs at antinodes, a stationary wave is created in the plate. Variable friction forces between the legs and the plane substrate are created by the control of the wave amplitude, according to electro-active lubrication. So the user obtains force feedback by holding the plate, and moving it on a plane substrate, as he couId do with a mouse interface. Preliminary psychophysical evaluation trends to assess the validity of the device as a force feedback interface able to sense limits or shape changes of objects from virtual environment in the future
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Wanko, Ngnien Adrien. "Etude des mécanismes de transfert et évaluation des capacités d'oxygénation et de traitement des dispositifs de traitement par cultures fixées sur supports granulaires fins alimentés en discontinu-développement d'un modèle de biodégradation." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2005. http://www.theses.fr/2005STR13187.

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Abstract:
L'étude des mécanismes de transfert et évaluation des capacités d'oxygénation et de traitement des dispositifs de traitement par cultures fixées sur matériaux granulaires fins alimentés en discontinu. – Développement d'un modèle de biodégradation" est l'objet du travail mené visant une meilleure compréhension des mécanismes majeurs s'établissant au sein des lits d'infiltration percolation et permettant au moyen de certains choix opérationnels, une pérennisation de la filière. Tout d'abord, dans une première partie, nous exposons l'état d'avancement de la recherche dans ce domaine. Après des généralités sur les filières de traitement des eaux usées, il est fait cas de l'infiltration percolation sur sable; de ses spécificités, des contraintes qu'elle impose et des attentes au niveau de la recherche. La problématique du choix de type de sable qui constitue le matériau de garnissage ou support de la biomasse en relation avec les capacités d'oxygénation du milieu poreux et les risques de colmatage demeure un souci permanent. L'intérêt de la seconde partie essentiellement expérimentale porte sur la caractérisation physique et hydrodynamique des sables roulés et concassés constituant les massifs filtrants en milieux non colonisés. L'hydrodynamique des massifs filtrants a permis une analyse comparative des distributions de temps de séjour du fluide percolateur en milieu vierge et en régime continu puis discontinu. Indépendamment des supports étudiés, les temps de résidence du traceur sont d'autant plus élevés que l'alimentation se fait à fréquences espacées et à volume par bâchée considérable. En revanche, pour chacune des fréquences d'alimentation testées, la récupération du traceur s'est effectuée plus rapidement au sein de la colonne constitué des sables alluvionnaires. Le second volet de l'étude hydrodynamique est effectué en milieu colonisé. L'efficacité du traitement biologique du carbone est supérieure pour un sable d'origine alluvionnaire comparativement à un sable concassé ;la tendance s'inversant significativement lorsqu'il s'agit de l'abattement de l'azote. Cet efficacité est directement corrélée à l'oxygénation du massif filtrant autrement dit au renouvellement de la phase gazeuse du milieu poreux. Exploitant une technologie de fluorescence nous permettant de détecter aussi bien l'oxygène gazeux que dissous, nous parvenons à déterminer les différents ordres de grandeur des phénomènes de convection et de diffusion ainsi que leur importance relative dans la ré-oxygénation d'un massif filtrant. Le développement d'un modèle numérique simulant l'infiltration et le traitement des eaux usées à travers un milieu poreux colonisé constitue l'épilogue de ce travail. Deux approches de résolution sont utilisées : une approche globale qui résout simultanément à l'aide d'un unique schéma les parties transport et chimie de chaque équation et une approche par séparation d'opérateurs qui résout séparément et successivement les parties convection, dispersion et cinétique
Aim of this work is to enhance understanding of the main phenomena occurring during infiltration of wastewater within vertical flow sand filter. We also introduce some operating possibilities which may improve efficiency and keep seepage beds in good working order. In the first part we document state of art in this research topic. Following some general remarks about different wastewater treatment techniques, more precise description of seepage beds is made with particular interest on its constraints and needs of further research. A central issue is the choice of porous media. It should be adapted to allow good oxygen feeding for bacteria growing on it and avoid biological clogging. Second part, mainly experimental, is focused on physical and hydraulic characterization of un-colonized crushed and stream sand. We carried out a residence time distribution (RTD) comparison of these two sands under steady and unsteady flow. Apart from characteristics of porous media and with a constant daily loading rate, decreased frequencies involve longer residence times. On the other hand, output recovery of the mass of injected tracer always occurs faster with stream sand. Continuation of hydrodynamic study is made with colonised porous media. Efficiency of biological removing of carbonaceous pollution is higher within stream sand. Opposite trend is observed with nitrogenous pollution. Removing of both nitrogenous and carbonaceous pollutions is linked to oxygenation. In other words it is linked to renewal of gaseous phase in porous medium. We highlight convection and diffusion of oxygen in porous media by using a fluorescence technology, which allows us to detect both gaseous and dissolved oxygen. We compare participation of convection and diffusion phenomena to renewal of oxygen. Achievement of this work consists on the development of a numerical code which simulates flow and pollution degradation through a colonized porous medium. Two different numerical methods have been used. In the first model, also called global approach, chemical and transport parts of each equation are solved by a single numerical scheme. A second model introduces a splitting operator method which solves separately and successively convective, dispersive and kinetic parts of each equation
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Dura, Julien. "Etude et modélisation des phénomènes physiques émergents pour la simulation de dispositifs électroniques à base de nanofils de silicium." Phd thesis, Aix-Marseille Université, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00764112.

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Abstract:
Dans le contexte actuel d'optimisation des performances des dispositifs de microélectronique, le transistor MOSFET, brique de base, est soumis à des contraintes géométriques telles que son architecture même est remise en cause. L'augmentation du nombre de grille afin d'accentuer le contrôle électrostatique de la grille sur le canal a mis en avant des architectures ultimes telles que le nanofil dont la grille enrobe totalement le canal. Dans ce travail, une étude du nanofil de silicium a été réalisée afin d'estimer les potentialités de cette architecture au niveau transistor jusqu'à l'étude de petits circuits. Pour cela, un modèle analytique en courant a été mis en place et implémenté en Verilog-A afin de simuler des petits circuits dans un environnement de type ELDO. Toutefois, les paramètres du modèle telles que les masses effectives de transport (ou de confinement) ou le transport dans le film sont la clé de la prédictibilité au niveau circuit. C'est pourquoi des simulations avancées de type liaisons fortes ou Kubo-Greenwood ont été développées afin d'étudier finement l'évolution des caractéristiques du nanofil notamment vis-à-vis de son intégration géométriques. Issues de ces approches numériques, des expressions analytiques ont été établies afin d'inclure dans le modèle toute la physique observée en amont. Des effets comme l'évolution de la structure de bande ou l'impact des mécanismes d'interaction ont ainsi pu être apportés jusqu'au niveau circuit. Les résultats en courant acquièrent une certaine pertinence en créant un lien entre simulations numériques et données expérimentales.
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Durantin, Cédric. "Métamodélisation et optimisation de dispositifs photoniques." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018AZUR4036/document.

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Abstract:
La simulation numérique est couramment utilisée pour étudier le comportement d’un composant et optimiser sa conception. Pour autant, chaque calcul est souvent coûteux en termes de temps et l’optimisation nécessite de résoudre un grand nombre de fois le modèle numérique pour différentes configurations du composant. Une solution actuelle pour réduire le temps de calcul consiste à remplacer la simulation coûteuse par un métamodèle. Des stratégies sont ensuite mises en place pour réaliser l’optimisation du composant à partir du métamodèle. Dans le cadre de cette thèse, trois dispositifs représentatifs des applications pouvant être traitées au sein du CEA LETI sont identifiés. L’étude de ces cas permet d’établir deux problématiques à résoudre. La première concerne la métamodélisation multi-fidélité, qui consiste à construire un métamodèle à partir de deux simulations du même composant ayant une précision différente. Les simulations sont obtenues à partir de différentes approximations du phénomène physique et aboutissent à un modèle appelé haute-fidélité (précis et coûteux) et un modèle basse fidélité (grossier et rapide à évaluer). Le travail sur cette méthode pour le cas de la cellule photoacoustique a amené au développement d’un nouveau métamodèle multifidélité basé sur les fonctions à base radiale. La deuxième problématique concerne la prise en compte des incertitudes de fabrication dans la conception de dispositifs photoniques. L’optimisation des performances de composants en tenant compte des écarts observés entre la géométrie désirée et la géométrie obtenue en fabrication a nécessité le développement d’une méthode spécifique pour le cas du coupleur adiabatique
Numerical simulation is widely employed in engineering to study the behavior of a device and optimize its design. Nevertheless, each computation is often time consuming and, during an optimization sequence, the simulation code is evaluated a large number of times. An interesting way to reduce the computational burden is to build a metamodel (or surrogate model) of the simulation code. Adaptive strategies are then set up for the optimization of the component using the metamodel prediction. In the context of this thesis, three representative devices are identified for applications that can be encountered within the CEA LETI optics and photonics department. The study of these cases resulted in two problems to be treated. The first one concerns multifidelity metamodeling, which consists of constructing a metamodel from two simulations of the same component that can be hierarchically ranked in accuracy. The simulations are obtained from different approximations of the physical phenomenon. The work on this method for the case of the photoacoustic cell has generated the development of a new multifidelity surrogate model based on radial basis function. The second problem relate to the consideration of manufacturing uncertainties in the design of photonic devices. Taking into account the differences observed between the desired geometry and the geometry obtained in manufacturing for the optimization of the component efficiency requires the development of a particular method for the case of the adiabatic coupler. The entire work of this thesis is capitalized in a software toolbox
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Golovanov, Cristian. "Développement de formulations éléments finis 3D en potentiel vecteur magnétique : application à la simulation de dispositifs électromagnétiques en mouvement." Grenoble INPG, 1997. http://www.theses.fr/1997INPG0133.

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Abstract:
Modélisation des équations électromagnétiques 3D couplées avec les circuits d'alimentation électrique et le déplacement de parties mobiles, dans le cas de machines électriques tournantes. La formulation choisie utilise, comme inconnue principale, le potentiel vecteur magnétique nonjaugé, int~rpolé sur des éléments finis d'arête. Le caractère compatible de la formulation est assuré par l'introduction d'un potentiel vecteur électrique pour représenter le courant source, tant pour les inducteurs filaires maillés que pour les inducteurs filaires non-maillés. Le circuit électrique d'alimentation est analysé par la méthode des potentiels électriques intégrés dans le temps et les systèmes électrique et magnétique sont résolus simultanément. La connexion entre les parties mobiles est les parties fixes se fait par une technique d'interpolation des maillages, adaptée aux éléments d'arête. Des méthodes numériques spécifiques ont été développées et implantées, notamment pour l'intégration en pas-à-pas dans le temps du système temporel du premier ordre et pour la résolution du système matriciel résultant. L'ensemble des développements effectués a été validé sur un moteur à réluctance variable
The aim of this thesis is to develop adapted numerical methods to model 3D electromagnetic equations coupled with electric circuit equations and with the displacement of moving parts, applied to the electric rotating machines. The formulation use as the principal unknown the non-gauged magnetic vector potential, interpolated with the edge elements. The compatibility of the formulation is ensured by the representation of the source CUITent density with the help of an electric vector potential. The electric circuit is analysed using the method of time integrated electric potentials and the direct coupling of the magnetic and electric systems. The connection between the moving mesh and the stationary mesh is realised by an original interpolation method. Specific numerical methods for the integration of the frrst order temporal system using an stepby- step algorithm and different techniques of system resolution were also developed. AlI these developments were validated on a switched reluctance motor
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Dai, Zheng. "Actionneurs piézo-électriques dans des interfaces homme-machine à retour d'effort." Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10007.

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Abstract:
Ce travail de recherche s'intéresse à l'utilisation d'actionneur piézoélectrique à onde progressive dans le cadre d'un contexte de retour d'effort comme un choix alternatif par rapport à l'actionneur électromagnétique utilisé très souvent dans le domaine haptique. Ainsi, à partir d'une étude sur les caractéristiques dynamiques et mécaniques du moteur USR30, on a proposé un modèle global en GIC qui prend en compte les phénomènes non linéaires intrinsèques dans le moteur. En inversant ce modèle de GIC, on arrive à valider deux types de commande à retour d'effort, enfin, en présentant les résultats expérimentaux à base de la plateforme de 1ddl de digitracker, la réalisation d'un environnement virtuel qui comprend un ressort et un mur virtuels devient possible
This research work is interested in the use of travelling wave ultrasonic motor within the framework of a context of force feedback as an alternative choice with regard to the electromagnetic motor which is often used in the haptic domain. So, from a study on the dynamic and mechanical characteristics of the motor USR30, we proposed a global model in GIC who takes into account the intrinsic not linear phenomena in the motor. By inverting this model of GIC, we manage to validate two types of control in force feedback; finally, by presenting the experimental results based of the platform of 1ddl of digitracker, the realization of a virtual environment which includes a virtual spring and a virtual wall becomes possible
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Korecki, Julien. "Contribution à la modélisation 3D des systèmes électromagnétiques basse fréquence à l'aide de la méthode d'intégration finie (FIT)." Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10035.

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Abstract:
La méthode des éléments finis (MEF) est la méthode la plus utilisée pour résoudre numériquement des problèmes rencontrés en mécanique, en thermique, en électromagnétisme, etc. Dans le domaine du génie électrique elle permet de réaliser la simulation de dispositifs électromagnétiques avec une grande précision. Cependant, devant les capacités grandissantes des outils de calcul, on est amené à modéliser des systèmes de plus en plus complexes. Paradoxalement, devant les temps de calcul importants que cela engendre, l’intérêt des industriels se porte sur des méthodes alternatives permettant d’obtenir des résultats plus rapidement. Les travaux menés durant cette thèse se sont portés sur l’étude d’une méthode alternative, la technique d’intégration finie (FIT). Cette méthode permet d’obtenir un bon compromis entre rapidité des temps de calcul et qualité de la solution. À travers des problèmes d’électrocinétique, de magnétostatique et de magnétodynamique, il est montré, avec ces travaux, que les résultats obtenus à l’aide de la FIT sont de bonnes qualités comparés à la méthode des éléments finis. Des outils appliqués à l’imposition des grandeurs globales électriques et magnétiques sont aussi présentés dans ce travail
To solve numerically the mechanics, thermals and magnetodynamics problems, the finite element method is the most used. In electrical engineering, this method allows the simulation of electromagnetic devices with a great accuracy. However, in spite of growing capacity of the computers, the studied models become more and more complicated. From an industrial point of view, these computation times are not acceptable. Therefore, a fast and reliable numerical tool is necessary. The developments realized during this thesis concern an alternative method, the finite integration technique. This method allows finding a compromise between computation times and accuracy. For the cases of electrokinetics, magnetostatics and magnetodynamics, simulations using FIT proved that results are accurate. Mathematical tools used to impose the electric and magnetic quantities
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Boilevin-Kayl, Ludovic. "Modeling and numerical simulation of implantable cardiovascular devices." Thesis, Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS039.

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Abstract:
Cette thèse, réalisée dans le cadre du projet Mivana, est consacrée à la modélisation et à la simulation numérique de dispositifs cardiaques implantables. Ce projet est mené par les start-up Kephalios et Epygon, concepteurs de solutions chirurgicales non invasives pour le traitement de la régurgitation mitrale. La conception et la simulation de tels dispositifs nécessitent des méthodes numériques efficaces et précises capables de calculer correctement l’hémodynamique cardiaque. C’est le but principal de cette thèse. Dans la première partie, nous décrivons le système cardiovasculaire et les valves cardiaques avant de présenter quelques éléments de théorie concernant la modélisation mathématique de l’hémodynamique cardiaque. En fonction du degré de complexité adopté pour la modélisation des feuillets de la valve, deux approches sont identifiées : le modèle de surfaces résistives immergées et le modèle complet d’interaction fluide-structure. Dans la deuxième partie, nous étudions la première approche qui consiste à combiner une modélisation réduite de la dynamique des valves avec un découplage cinématique de l’hémodynamique cardiaque et de l’électromécanique. Nous l’enrichissons de données physiologiques externes pour la simulation correcte des phases isovolumétriques, pierres angulaires du battement cardiaque, permettant d’obtenir un modèle relativement précis qui évite la complexité des problèmes entièrement couplés. Ensuite, une série d’essais numériques sur des géométries 3D physiologiques, impliquant la régurgitation mitrale et plusieurs configurations de valves immergées, illustre la performance du modèle proposé. Dans la troisième et dernière partie, des modèles complets d’interaction fluide-structure sont considérés. Ce type de modélisation est nécessaire pour étudier des problèmes plus complexes où la précédente approche n’est plus satisfaisante, comme par exemple le prolapsus de la valve mitrale ou la fermeture d’une valve mécanique. D’un point de vue numérique, le développement de méthodes précises et efficaces est indispensable pour pouvoir simuler de tels cas physiologiques. Nous considérons alors une étude numérique complète dans laquelle plusieurs méthodes de maillages non compatibles sont comparées. Puis, nous présentons un nouveau schéma de couplage explicite dans le cadre d’une méthode de type domaine fictif pour lequel la stabilité inconditionnelle au sens de la norme en énergie est démontrée. Plusieurs exemples numériques en 2D sont proposés afin d’illustrer les propriétés et les performances de ce schéma. Enfin, cette méthode est finalement utilisée pour la simulation numérique 2D et 3D de dispositifs cardiovasculaires implantables dans un modèle complet d’interaction fluide-structure
This thesis, taking place in the context of the Mivana project, is devoted to the modeling and to the numerical simulation of implantable cardiovascular devices. This project is led by the start-up companies Kephalios and Epygon, conceptors of minimally invasive surgical solutions for the treatment of mitral regurgitation. The design and the simulation of such devices call for efficient and accurate numerical methods able to correctly compute cardiac hemodynamics. This is the main purpose of this thesis. In the first part, we describe the cardiovascular system and the cardiac valves before presenting some standard material for the mathematical modeling of cardiac hemodynamics. Based on the degree of complexity adopted for the modeling of the valve leaflets, two approaches are identified: the resistive immersed surfaces model and the complete fluidstructure interaction model. In the second part, we investigate the first approach which consists in combining a reduced modeling of the valves dynamics with a kinematic uncoupling of cardiac hemodynamics and electromechanics. We enhance it with external physiological data for the correct simulation of isovolumetric phases, cornerstones of the heartbeat, resulting in a relatively accurate model which avoids the complexity of fully coupled problems. Then, a series of numerical tests on 3D physiological geometries, involving mitral regurgitation and several configurations of immersed valves, illustrates the performance of the proposed model. In the third and final part, complete fluid-structure interaction models are considered. This type of modeling is necessary when investigating more complex problems where the previous approach is no longer satisfactory, such as mitral valve prolapse or the closing of a mechanical valve. From the numerical point of view, the development of accurate and efficient methods is mandatory to be able to compute such physiological cases. We then consider a complete numerical study in which several unfitted meshes methods are compared. Next, we present a new explicit coupling scheme in the context of the fictitious domain method for which the unconditional stability in the energy norm is proved. Several 2D numerical examples are provided to illustrate the properties and the performance of this scheme. Last, this method is finally used for 2D and 3D numerical simulation of implantable cardiovascular devices in a complete fluid-structure interaction framework
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Golovanov, Cristian. "Développement de formulations éléments finis 3D en potentiel vecteur magnétique : application à la simulation de dispositifs électromagnétiques en mouvement." Phd thesis, Grenoble INPG, 1997. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00904770.

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Abstract:
Modélisation des équations électromagnétiques 3D couplées avec les circuits d'alimentation électrique et le déplacement de parties mobiles, dans le cas de machines électriques tournantes. La formulation choisie utilise, comme inconnue principale, le potentiel vecteur magnétique nonjaugé, int~rpolé sur des éléments finis d'arête. Le caractère compatible de la formulation est assuré par l'introduction d'un potentiel vecteur électrique pour représenter le courant source, tant pour les inducteurs filaires maillés que pour les inducteurs filaires non-maillés. Le circuit électrique d'alimentation est analysé par la méthode des potentiels électriques intégrés dans le temps et les systèmes électrique et magnétique sont résolus simultanément. La connexion entre les parties mobiles est les parties fixes se fait par une technique d'interpolation des maillages, adaptée aux éléments d'arête. Des méthodes numériques spécifiques ont été développées et implantées, notamment pour l'intégration en pas-à-pas dans le temps du système temporel du premier ordre et pour la résolution du système matriciel résultant. L'ensemble des développements effectués a été validé sur un moteur à réluctance variable.
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Bernard, François-Xavier. "L'impact cognitif des dispositifs médiatiques sur les enfants d'âge préscolaire en situation d'apprentissage avec un adulte : étude d'un cas de simulateur informatique dans le contexte d'une exposition scientifique." Phd thesis, Paris 5, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00258740/en/.

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Abstract:
La recherche s'intéresse à l'apport au plan cognitif des dispositifs médiatiques présentés dans les expositions scientifiques interactives pour jeunes enfants, dans différents contextes d'accompagnement. Deux études ont été réalisées successivement dans l'exposition des 3/5 ans de la Cité des enfants à la Cité des sciences et de l'industrie (Paris), à propos d'un simulateur informatique proposant de réaliser des mélanges de peintures. Quarante-cinq enfants âgés de moins de six ans, ont été observés : vingt sous la conduite d'un tuteur expert, puis vingt-cinq sous la conduite d'un de leur parent. Afin de caractériser les interactions dyadiques en cours d'activité, nous avons eu recours à un modèle : le carré médiatique. Il ressort de l'analyse des interactions adulte-enfant que la tutelle exercée n'a d'impact qu'à partir d'un certain âge relatif au domaine de connaissances considéré, et apparaît essentiellement liée au contenu informationnel des échanges. Par ailleurs, l'activité de simulation semble avoir principalement fonction d'exercice formel pour l'enfant. L'impact de l'utilisation des dispositifs de type simulation, présentés dans les expositions scientifiques, serait donc subordonné à l'expérience préalable de l'enfant, mais aussi à la qualité de la tutelle déployée par l'adulte accompagnateur. Ce dernier point pose la question de l'aide à la conceptualisation, sur le plan du discours, mais aussi à l'utilisation, sur le plan manipulatoire.
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Lounnaci, Kamel. "Analyse quantitative de processus d'atomisation : application à l'injection Diesel automobile." Rouen, 2015. http://www.theses.fr/2015ROUES006.

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Abstract:
Les constructeurs automobiles sont confrontés à de nombreuses contraintes, tant économiques qu’écologiques. Ainsi le développement des moteurs automobiles doit répondre à une volonté de réduction de la consommation de carburant et à des normes de plus en plus restrictives en ce qui concerne l’émission de gaz polluants. Cette diminution nécessite un contrôle très fin de l’atomisation, qui est la première étape de tout processus de combustion liquide. En effet, la compréhension des paramètres d’injections de carburant est un maillon essentiel de l’optimisation du processus de combustion. Ce travail, appliqué à l’injection Diesel haute pression, propose des méthodes d’analyses capables de caractériser le comportement de l’atomisation en introduisant des grandeurs quantitatives pertinentes. Le principe de cette approche est d’examiner un ensemble d’images, résolues en espace et en temps, afin de déterminer des corrélations entre les caractéristiques du jet en proche sortie d’injection. Les conditions extrêmes de l’injection Diesel justifie la nécessité d’utiliser des techniques optiques élaborées, l’imagerie ombroscopique ultra-rapide couplée à une source laser femtoseconde double impulsion est utilisée dans ce travail. Les principales caractéristiques extraites sont : la morphologie du jet à différentes échelles spatiales, l’efficacité de l’atomisation, la déformation de l’interface liquide/gaz et la vitesse des structures liquides. Ces grandeurs sont ensuite utilisées comme outils de comparaison entre simulation numérique et expérience
Car manufacturers are facing many constraints, both economic and ecological. Therefore, the development of automobile engines must satisfy a will to reduce fuel consumption and emission of pollutants. This reduction requires a very fine atomization control, which is the first step in any process of liquid combustion. Indeed, understanding of fuel injection parameters is an essential link to the optimization of the combustion process. This work, applied to the high-pressure Diesel injection, offers analysis methods able to characterize the atomization behavior by introducing relevant quantitative variables. The principle of this approach is to examine a set of images, resolved in space and time to determine the characteristics of the jet near injection outlet. The extreme conditions of the diesel injection justifies the need to use sophisticated optical techniques, ultra-fast shadowgraphy coupled with a double pulse femtosecond laser source. Main features extracted are: the morphology of the jet at different spatial scales, the efficiency of atomization, the deformation of the liquid/gas interface and the liquid velocity structures. These quantities are then used as tools of comparison between simulations and experiments
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Petrichenko, Dmitry. "Contribution à la modélisation et à la conception optimale des turbo-alternateurs de faible puissance." Phd thesis, Ecole Centrale de Lille, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00346766.

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Abstract:
Dans les complexes industriels, les cahiers des charges sont de plus en plus exigeants en terme de performances et d'optimisation économique des installations de production électrique. Dans certains cas, oncherchera à minimiser les courants de court-circuit pour soulager les organes de coupure ; au contraire dans d'autres cas, on veillera à limiter les chutes de tension transitoires. Les moyens de calcul rapides permettant de dimensionner les machines, basés sur des modèles analytiques n'ont pas toujours la précision nécessaire. Les méthodes de calcul par Eléments Finis permettent d'optimiser des parties locales de la machine, mais deviennent trop lourds d'utilisation s'agissant de dimensionner des équipements pour répondre aux appels d'offre de matériel de moyenne puissance. La méthode proposée par L2EP de Lille et le MPEI de Moscou, basée sur l'emploi des réseaux de perméances, a retenu l'attention de Jeumont SA pour développer un nouveau logiciel dans le cadre du CNRT « Réseaux et Machines du Futur » de Lille. Cette méthode permet de conserver la rapidité d'exploitation et d'améliorer la précision de calcul en adaptant facilement le réseau de perméances à la configuration étudiée. Le travail développé est ouvert aux méthodes d'optimisation ainsi qu'à la prise en compte de régimes dynamiques. Dans ce travail, un modèle de turbo-alternateurs a été présenté, basé sur la méthode de contour de dents. L'outil ?TurboTCM' développé sous Matlab permet de générer de façon automatique le réseau de perméances. Des simulations ont été comparées aux résultats expérimentaux et ont montré la bonne correspondance des résultats. Puis, certaines caractéristiques de sortie sont données montrant les possibilités de l'outil. En réalisant un bon compromis entre le temps de calcul et la précision, nous pouvons envisager le couplage avec des outils d'optimisation. Dans un premier temps, une étude de sensibilité est fournie sachant que celle-ci peut être étendue à n facteurs influents. Les perspectives sont nombreuses sur l'application d'un tel outil. Il nous reste à valider celui-ci sur ?n' turbo-alternateurs de puissances différentes mais aussi avec un nombre de pôles différents. Un de nos objectifs à court terme est de coupler l'outil avec la méthode des plans d'expériences, permettant de considérer un grand nombre de facteurs, une première étape de ?Screening ou criblage' permettant de déduire les facteurs influents.
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Parent, Guillaume. "Mise en œuvre d'une technique de projection de grandeurs discrètes : applications aux couplages magnétothermique et magnétomécanique." Thesis, Lille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LIL10094/document.

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Abstract:
Pour étudier les systèmes électromagnétiques, mécaniques ou thermiques, on a de plus en plus recours à la modélisation numérique. Pour la résolution des différents modèles mathématiques, la méthode des éléments finis est généralement utilisée. Dans le cas de couplages multi-physiques, les particularités de chacune des grandeurs étudiées impliquent l'utilisation d'un maillage commun le plus souvent important en termes de nombre d'éléments. L'objectif de ce travail est de proposer et de mettre en oeuvre une méthode de projection de grandeurs discrètes permettant l'utilisation de maillages dédiés pour chacun des domaines de la physique. Dans le premier chapitre, les modèles mathématiques décrivant les phénomènes de l'électromagnétisme, de la thermique et de la mécanique, ainsi que les espaces de discrétisation des différentes inconnues sont exposés. Dans la seconde partie, la méthode de projection est introduite à l'aide d'une interprétation géométrique de la méthode des éléments finis, puis est développée, tout d'abord dans le cas général, puis pour chacun des domaines de la physique étudiés. Des exemples académiques sont également traités dans cette partie afin de valider la démarche utilisée. Enfin, dans le troisième chapitre, la méthode de projection est employée pour modéliser des dispositifs électromagnétiques dans le cas de couplages magnétothermique et magnétomécanique
To study electromagnetic, mechanical or thermal systems, numerical modelling is more and more used. Generally, to numerically solve the mathematical models, the finite element method is used. ln the case of multi-physical coupling, the properties of each of the studied quantities imply the use of a common meshing which is mostly important in terms of number of elements. The aim of this work is to propound and use a projection method for discrete quantities allowing using dedicated meshes for each phenomenon. ln the first chapter, the mathematical models describing the electromagnetic, thermal and mechanical phenomena, as well as the discretization spaces of each unknown are exposed. ln the second chapter, the projection method is presented through a geometrical interpretation of the finite element method, and then is developed in a general way and for every physical phenomenon. Academicals examples are also modelled to validate the method. Finally, in the third chapter, the projection method is used for the modelling of electromagnetic systems in the case of magnetothermal and magnetomechanical couplings
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Dai, Zheng. "Actionneurs piézo-électriques dans des interfaces homme-machine à retour d'effort." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10007/document.

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Abstract:
Ce travail de recherche s'intéresse à l'utilisation d'actionneur piézoélectrique à onde progressive dans le cadre d'un contexte de retour d'effort comme un choix alternatif par rapport à l'actionneur électromagnétique utilisé très souvent dans le domaine haptique. Ainsi, à partir d'une étude sur les caractéristiques dynamiques et mécaniques du moteur USR30, on a proposé un modèle global en GIC qui prend en compte les phénomènes non linéaires intrinsèques dans le moteur. En inversant ce modèle de GIC, on arrive à valider deux types de commande à retour d'effort, enfin, en présentant les résultats expérimentaux à base de la plateforme de 1ddl de digitracker, la réalisation d'un environnement virtuel qui comprend un ressort et un mur virtuels devient possible
This research work is interested in the use of travelling wave ultrasonic motor within the framework of a context of force feedback as an alternative choice with regard to the electromagnetic motor which is often used in the haptic domain. So, from a study on the dynamic and mechanical characteristics of the motor USR30, we proposed a global model in GIC who takes into account the intrinsic not linear phenomena in the motor. By inverting this model of GIC, we manage to validate two types of control in force feedback; finally, by presenting the experimental results based of the platform of 1ddl of digitracker, the realization of a virtual environment which includes a virtual spring and a virtual wall becomes possible
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Defrance, Nicolas. "Caractérisation et modélisation de dispositifs de la filière nitrure pour la conception de circuits intégrés de puissance hyperfréquences." Lille 1, 2007. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2007/50376-2007-Defrance.pdf.

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Abstract:
Basés sur l'hétérostructure AIGaN/GaN, les composants étudiés dans ce mémoire se voient dotés de propriétés physiques extrêmement attractives: tensions de claquage élevées, densités de puissance importantes. . . L'étude de ces dispositifs particuliers apparaît comme déterminante dans un contexte réclamant des montées en puissance et en fréquence perpétuelles. De même, la conception de systèmes complexes à base de transistors HEMTs AlGaN/GaN implique nécessairement la mise en œuvre de modèles non linéaires suffisamment représentatifs et cohérents. Le premier chapitre décrit les principales propriétés physiques et électriques du semiconducteur GaN. Un bref rappel concernant la caractérisation des transistors, en régimes de fonctionnement petit et grand signal, conclura cette première partie. Le deuxième chapitre se consacre à l'étude des caractéristiques propres aux HEMTs AIGaN/GaN. L'influence de différents types de passivations et traitements de surface sera ainsi exposée. Le développement d'un banc de mesure DC-pulsé permettra, par ailleurs, de déterminer la température de fonctionnement et la résistance thermique des composants testés. Le troisième chapitre expose la procédure suivie en vue d'extraire un modèle non linéaire de transistor, implantable en environnement de CAO. Des comparaisons entre modélisations et expérimentations permettront de valider en tout point les formes analytiques proposées. Le quatrième et dernier chapitre s'argumente autour de la caractérisation d'une nouvelle génération de substrats dits « reportés» tels que le SopSiC ou le SiCopSiC ; nous présentons ainsi diverses méthodologies en vue de la détermination de leurs propriétés électriques.
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Korecki, Julien. "Contribution à la modélisation 3D des systèmes électromagnétiques basse fréquence à l'aide de la méthode d'intégration finie (FIT)." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10035/document.

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Abstract:
La méthode des éléments finis (MEF) est la méthode la plus utilisée pour résoudre numériquement des problèmes rencontrés en mécanique, en thermique, en électromagnétisme, etc. Dans le domaine du génie électrique elle permet de réaliser la simulation de dispositifs électromagnétiques avec une grande précision. Cependant, devant les capacités grandissantes des outils de calcul, on est amené à modéliser des systèmes de plus en plus complexes. Paradoxalement, devant les temps de calcul importants que cela engendre, l’intérêt des industriels se porte sur des méthodes alternatives permettant d’obtenir des résultats plus rapidement. Les travaux menés durant cette thèse se sont portés sur l’étude d’une méthode alternative, la technique d’intégration finie (FIT). Cette méthode permet d’obtenir un bon compromis entre rapidité des temps de calcul et qualité de la solution. À travers des problèmes d’électrocinétique, de magnétostatique et de magnétodynamique, il est montré, avec ces travaux, que les résultats obtenus à l’aide de la FIT sont de bonnes qualités comparés à la méthode des éléments finis. Des outils appliqués à l’imposition des grandeurs globales électriques et magnétiques sont aussi présentés dans ce travail
To solve numerically the mechanics, thermals and magnetodynamics problems, the finite element method is the most used. In electrical engineering, this method allows the simulation of electromagnetic devices with a great accuracy. However, in spite of growing capacity of the computers, the studied models become more and more complicated. From an industrial point of view, these computation times are not acceptable. Therefore, a fast and reliable numerical tool is necessary. The developments realized during this thesis concern an alternative method, the finite integration technique. This method allows finding a compromise between computation times and accuracy. For the cases of electrokinetics, magnetostatics and magnetodynamics, simulations using FIT proved that results are accurate. Mathematical tools used to impose the electric and magnetic quantities
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Sturma, Magali. "Modélisation par éléments finis des dispositifs pour la spintronique : couplage auto-cohérent des équations du micromagnétisme et du transport dépendant du spin." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAY032/document.

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Abstract:
Cette thèse s'inscrit dans le contexte de l'électronique de spin et traite plus particulièrement de l'interaction réciproque entre un courant polarisé en spin et l'aimantation des structures magnétiques. Au cours de ce travail, les équations du transport diffusif dépendant du spin ont été couplées de façon auto-cohérente à l'équation de la dynamique d'aimantation dans l'approche micromagnétique au sein du code éléments finis. Cet outil numérique est appliqué à l'étude de la dynamique de parois de domaines dans différentes géométries sous l'action d'un courant polarisé. Il a permis de mettre en évidence plusieurs nouveaux phénomènes liés à l'interaction mutuelle entre l'aimantation et les spins des électrons. Pour des rubans à section rectangulaire, l'impact de cette interaction, habituellement négligée dans les modèles simplifiés, est quantifié via le calcul de la vitesse de déplacement de parois et du courant critique de Walker. Ces paramètres ont été étudiés en fonction de la largeur de paroi, du courant appliqué et des longueurs caractéristiques du transport polarisé en spin. L'augmentation du paramètre de non-adiabaticité du système, liée à l'augmentation du gradient d'aimantation ainsi qu'à une forte non-localité du modèle couplé, a été démontrée. Pour des fils à section circulaire et à diamètre modulable, une contribution supplémentaire à la non-adiabaticité du système liée, à la géométrie confinée, a été mise en évidence. Puis, les différents régimes dynamiques ainsi que les conditions de dépiégage de la paroi ont été caractérisés en fonction de la taille de constrictions
In the context of spintronics this thesis studies the mutual interaction between a spin polarised current and the magnetization of magnetic structures. During this work, the diffusive spin transport equations were coupled in a self-consistent manner with the magnetization dynamics equations in the micromagnetic approach in our homemade finite element code. This numerical tool applied to the study of domain walls dynamics in different geometries under the action of spin polarized current highlighted several new phenomena related to the mutual interaction between the magnetization and the spins of electrons. For rectangular cross section stripes, the impact of this interaction, usually neglected in simplified models, is quantified by the computation of the domain wall velocity and the Walker critical current. These quantities were studied as a function of the domain wall width, the applied current, and the spin polarised transport characteristic lengths. Increasing the non-adiabatic parameter of the system related to the increase in the magnetization gradient and a strong non-locality of the coupled model was demonstrated. For circular cross section wires with a modulated diameter, an additional contribution to the non-adiabaticity of the system related to the confined geometry is highlighted. Then the different dynamic regimes and domain wall unpinning conditions are characterised according to the constriction size
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Aguado, Pablo. "Etude numérique de l’impact de la géométrie de la buse de l’injecteur sur l’écoulement à l’intérieur de la buse et l’atomisation primaire." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLC028/document.

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Abstract:
Une étude numérique de l’écoulement dans la buse et de l’atomisation primaire en injection Diesel est conduite afin de comprendre le lien entre la géométrie interne de l’injecteur et l’atomisation du carburant. En raison de la complexité des phénomènes impliqués, les effets de compressibilité sont étudiés séparément de ceux liés à la turbulence et à la dynamique tourbillonnaire.Dans une première partie, un modèle à 5 équations pour des écoulements diphasiques à deux espèces est développé et implémenté dans le code IFP-C3D pour analyser les effets de compressibilité sur l’écoulement. Il décrit des mélanges gaz-liquide dont la phase gazeuse est composée de deux espèces : vapeur et gaz non condensable. Le modèle est validé à l’aide de trois cas test très répandus et est appliqué à un injecteur monotrou. Les résultats sont comparés à des données expérimentales, confirmant que le modèle est capable de reproduire la formation de vapeur et la détente de l’air. Dans une seconde partie, l’impact de la géométrie de la buse sur la génération de turbulence, sur la dynamique tourbillonnaire et sur l’atomisation primaire est étudié sous l’hypothèse d’un écoulement incompressible. Large-Eddy Simulation est employée pour simuler l’écoulement dans la buse et proche de sa sortie.La méthodologie employée consiste à comparer des géométries de buse se distinguant par des paramètres de conception très tranchés. Les résultats montrent que l’atomisation du carburant dans la zone d’atomisation primaire est le résultat de un phénomène de haute fréquence engendré par des tourbillons détachés, et un phénomène de basse fréquence causé par filaments tourbillonnaires. Les interactions complexes entre ces tourbillons impactent le type d’atomisation, la stabilité du spray et la taille des gouttes. Il est conclu qu’en agissant sur ces deux types de tourbillons, il est envisageable de contrôler dans certaines limites la dynamique du spray
Numerical study of nozzle flow and primary breakup in Diesel injection is conducted in order to understand the link between injector geometry and fuel atomization. Owing to the complex physical processes involved, flow compressibility effects are studied separately from turbulence and vortex dynamics.In a first part, a 5-Equation model for two-phase, two-species flows is developed and implemented in the IFP-C3D code to analyze the flow behavior under compressibility effects. It is intended for liquid-gas mixtures where the gas phase is composed of two species, vapor and noncondensable gas. The model is validated against three well-known test cases and is applied to a single hole injector. The results are compared with available experimental and numerical data, showing that it is able to successfully predict vapor formation and air expansion. In a second part, the impact of nozzle geometry on turbulence generation, vortex dynamics and primary breakup is studied assuming incompressible flow. Large-Eddy Simulation is used to simulate the flow inside the nozzle and close to its exit.The investigation strategy consists of comparing different geometries with contrasting design parameters. The results show that fuel atomization in the primary breakup region is driven by a high frequency event triggered by shed vortices, and a low frequency event caused by large string vortices. The complex interaction between them determines the breakup pattern, the spray stability and the size of ligaments and droplets. In view of the results, it is concluded that acting on these two structures makes it possible to control the dynamics of the spray to some extent
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