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Dissertations / Theses on the topic 'Double échelle'
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Wrzesniak, Aleksandra. "Modélisation double-échelle de la rupture des roches : influence du frottement sur les micro-fissures." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENI104/document.
Full textAbstract:
Propagation des fissures microscopiques, est représentée par des variables d’endommagement. L’évolution de la variable d’endommagement est généralement formulée sur la base d’observations expérimentales. De nombreux modèles phénoménologiques d’endommagement ont été proposés dans la littérature. L’objet de cette thèse est de développer une nouvelle procédure pour obtenir des lois d’évolution macroscopique d’endommagement,dans lesquelles l’évolution de l’endommagement est entièrement déduite de l’analyse de la microstructure. Nous utilisons une homogénéisation basée sur des développements asymptotiques pour décrire le comportement global à partir de la description explicite d’un volume élémentaire microfissuré.Nous considérons d’une part un critère quasi-fragile (indépendant du temps) puis un critère sous-critique(dépendant du temps) pour décrire la propagation des microfissures. De plus, le frottement entre les lèvres des microfissures est pris en compte. Une analyse énergétique est proposée, conduisant à une loi d’évolution d’endommagement qui intègre une dégradation de la rigidité, un adoucissement du comportement du matériau, des effets de taille et d’unilatéralité, mettant en avant un comportement différent à la rupture en contact avec et sans frottement. L’information sur les micro-fissures est contenue dans les coefficients homogénéisés et dans la loi d’évolution de l’endommagement. Les coefficients homogénéisés décrivent la réponse globale en présence de micro-fissures (éventuellement statiques), tels qu’ils sont calculées avec la(quasi-) solution microscopique statique. La loi d’endommagement contient l’information sur l’évolution des micro-fissures, résultant de l’équilibre énergétique dans le temps pendant la propagation microscopique.La loi homogénéisée est formulée en incrément de contrainte. Les coefficients homogénéisés sont calculées numériquement pour des longueurs de fissures et des orientations différentes. Cela permet la construction complète des lois macroscopiques. Une première analyse concerne le comportement local macroscopique, pour des trajets de chargement complexes, afin de comprendre le comportement prédit par le modèle à deux échelles et l’influence des paramètres micro structuraux, comme par exemple le coefficient de frottement. Ensuite, la mise en œuvre en éléments finis des équations macroscopiques est effectuée et des simulations pour différents essais de compression sont réalisées. Les résultats des simulations numériques sont comparés avec les résultats expérimentaux obtenus en utilisant un nouvel appareil triaxial récemment mis au point au Laboratoire 3SR à Grenoble (France)In continuum damage models, the degradation of the elastic moduli, as the results of microscopic crackgrowth, is represented through damage variables. The evolution of damage variable is generally postulatedbased on the results of the experimental observations. Many such phenomenological damage modelshave been proposed in the literature. The purpose of this contribution is to develop a new procedurein order to obtain macroscopic damage evolution laws, in which the damage evolution is completelydeduced from micro-structural analysis. We use homogenization based on two-scale asymptotic developmentsto describe the overall behaviour starting from explicit description of elementary volumes withmicro-cracks. We consider quasi-brittle (time independent) and sub-critical (time dependent) criteria formicro-cracks propagation. Additionally, frictional contact is assumed on the crack faces. An appropriatemicro-mechanical energy analysis is proposed, leading to a damage evolution law that incorporates stiffnessdegradation, material softening, size effect, and unilaterality, different fracture behaviour in contactwithout and with friction. The information about micro-cracks is contained in the homogenized coefficientsand in the damage evolution law. The homogenized coefficients describe the overall response inthe presence of (possibly static) micro-cracks, as they are computed with the (quasi-) static microscopicsolution. The damage law contains the information about the evolution of micro-cracks, as a result ofthe energy balance in time during the microscopic propagation. The homogenized law is obtained in therate form. Effective coefficients are numerically computed for different crack lengths and orientations.This allows for the complete construction of the macroscopic laws. A first analysis concerns the localmacroscopic behaviour, for complex loading paths, in order to understand the behaviour predicted bythe two-scale model and the influence of micro structural parameters, like for example friction coefficient.Next, the FEM implementation of the macroscopic equations is performed and simulations for variouscompression tests are conducted. The results of the numerical simulations are compared with the experimentalresults obtained using a new true-triaxial apparatus recently developed at the Laboratory 3SRin Grenoble (France)
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Keriaki, Majed. "Etude de la surface de la mer pour les simulations hyperfréquences actives et passsives par un modèle à double échelle." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2004. http://www.theses.fr/2004VERS0001.
Full textAbstract:
Le but de cette thèse est de proposer une représentation réaliste de la surface de la mer pour mieux simuler les grandeurs de télédétection au-dessus par le modèle de double échelle de l'Université Catholique de Louvain. Nous utilisons d'abord une méthode ''bulk'' pour calculer le flux de quantité de mouvement entre l'air et la mer. Cette méthode offre une bonne description spectrale des vagues dans la partie non couverte par du déferlement. Elle améliore, en réalité, la sensibilité des simulations sur la vitesse du vent et sur la stabilité atmosphérique qui se révèle importante à prendre en compte pour l'inversion du flux de quantité de mouvement à partir des mesures radiométriques. Ensuite, nous proposons un modèle permettant de tenir compte de la diffusion électromagnétique par les zones de déferlement. Ce modèle est unificateur car il utilise plusieurs approches existant déjà avant de les généraliser pour décrire de façon cohérente l'effet des fortes rugosités et de la couche d'écume, qui existent au sein des zones de déferlement, sur les simulations des mesures actives et passivesThe aim of this thesis is to propose a realistic representation of the sea surface to improve simulations of remote sensing measurements above it using the double scale model of the University Catholique de Louvain. We use at first the ''bulk'' method to evaluate the momentum flux between air and sea. This method allows us to obtain a good distribution of the spectral density of waves in the regions that do not contain breaking waves, and improves the sensitivities of active and passive UCL simulations on wind speed and atmospheric stability. We showed that atmospheric stability must be taken into account in any algorithm for deducing the momentum flux using sea surface brightness temperatures. Then, we propose a model that takes into account the electromagnetic scattering by breaking zones. This model uses several approaches which exist in the literature. These approaches are generalised and gathered to obtain a unique model that estimates correctly the effects of ripples and foam coverage, composing any breaking zone, on both active and passive simulations
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Oueslati, Boutheina. "Interaction entre convection nuageuse et circulation de grande échelle dans les tropiques." Toulouse 3, 2012. http://thesesups.ups-tlse.fr/1795/.
Full textAbstract:
Le syndrome de double zone de convergence intertropicale (ITCZ) est un biais systématique dont souffrent la majorité des modèles de circulation générale (GCM). Les causes de ce comportement problématique ne sont toujours pas élucidées. Le but de la thèse est d'apporter des éléments de réponses à ce sujet et de suggérer des pistes d'amélioration des GCMs. Le travail de thèse a mis en évidence l'importance des rétroactions couplées océan-atmosphère et dynamique-thermodynamique dans la structure de l'ITCZ. Dans un premier temps, les mécanismes à l'origine de l'émergence de régimes de précipitations distincts en réponse à différents forçages en température de surface de la mer (SST) ont été analysés, dans les GCMs atmosphériques ARPEGE-Climat et LMDz, en configuration aquaplanète. La transition du régime double à deux ITCZ vers le régime simple à une seule ITCZ a été plus particulièrement analysée. Dans les deux modèles, cette transition est forcée par la convergence des vents de basses couches associée aux changements de gradients méridiens de température de couche limite. Les rétroactions sèches et humides modulent la transition en favorisant ou en s'opposant au forçage par les SST. Les rétroactions dynamiques sèches sont associées l'advection horizontale d'air froid subtropical. Les rétroactions humides, présentes uniquement dans LMDz, sont associées à la convection et incluent le refroidissement stratosphérique et celui de la couche limite dû aux courants convectifs descendants. Les processus humides sont déterminants pour la structure de l'ITCZ par leur influence sur le profil vertical de chauffage diabatique et sur les rétroactions convection-humidité, deux grandeurs très sensibles au schéma de convection et, en particulier, à l'entraînement latéral convectif. Une analyse de l'influence de l'entraînement latéral convectif sur l'ITCZ est effectuée en utilisant le GCM CNRM-CM5 dans une hiérarchie de modèles (couplé océan-atmosphère, atmosphérique et aquaplanète) et montre que la sensibilité de l'ITCZ à ce paramètre est robuste dans les différentes configurations. L'augmentation de l'entraînement convectif réduit considérablement la double ITCZ. Ce changement de structure de l'ITCZ est associé à un changement de la circulation tropicale résultant de rétroactions entre convection et dynamique de grande échelle. En plus de la dynamique verticale, la SST et les rétroactions couplées sont déterminantes pour la structure de l'ITCZ. Les études de sensibilité à l'entraînement latéral convectif montrent que les rétroactions couplées amplifient le biais de double ITCZ. L'analyse multi-modèle des GCMs CMIP5 montre que les processus thermodynamiques associés à la SST sont en grande partie responsables du problème de double ITCZ dans les simulations coupléesThe spurious double intertropical convergence zone (ITCZ) is a systematic bias affecting state-of-the-art coupled general circulation models (GCM); there is still no consensus on its causes. The goal of this thesis is to shed some light on this outstanding problem toward the improvement of climate model performances. This work emphasizes the roles of coupled ocean-atmosphere and dynamics-thermodynamics feedbacks in the ITCZ structure. The first step was to study the response of the atmospheric GCMs ARPEGE-climat and LMDz in aquaplanet configuration, to a range of SST latitudinal distributions. The purpose was to investigate the existence of multiple precipitation regimes, explore their characteristics and untangle the mechanisms at play in regime transition. The transition from the double regime with two ITCZs to the single regime with only one ITCZ at the equator was analyzed. In both models, the transition between these regimes is mainly driven by changes in the low-level convergence that are forced by the atmospheric boundary layer temperature gradients. Model-dependent, dry and moist feedbacks intervene to reinforce or weaken the effect of the temperature forcing. Dry dynamical feedbacks are mainly driven by horizontal advection of cold subtropical air. Moist thermodynamics which are only active in LMDz; they act as negative feedbacks on low-level convergence and are associated with cooling in the stratospheric cold top and in the boundary layer by convective downdrafts. Moist processes play a crucial role in the ITCZ structure through their influence on the vertical profile of convective heating and modulation of moisture-convection feedbacks, two variables that are very sensitive to the convection scheme and, in particular, to lateral convective entrainment. The influence of lateral convective entrainment on the ITCZ structure is analyzed through a hierarchy of model configurations (coupled ocean-atmosphere, atmospheric and aquaplanet) using the CNRM-CM5 GCM. The sensitivity of the ITCZ structure to this parameter is robust across our hierarchy of models. In response to an increased entrainment rate, the realistic simulations exhibit a weakening of the southern side of the double ITCZ over the southeastern Pacific. The change in ITCZ configuration is associated with a more realistic representation of the tropical circulation driven by feedbacks between large-scale dynamics and deep convection. Together with vertical dynamics, SST and associated coupled feedbacks drive the ITCZ location. Sensitivity experiments to lateral entrainment show that ocean-atmosphere feedbacks amplify the double ITCZ bias. A multi-model analysis using CMIP5 GCMs show that the double ITCZ bias has become small in atmosphere-only simulations, and that coupled atmosphere-ocean feedbacks account for a large part of this bias in coupled simulations
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Argilaga, Claramunt Albert. "FEMxDEM double scale approach with second gradient regularization applied to granular materials modelization." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAI066/document.
Full textAbstract:
L'approche multi-échelle FEMxDEM est une méthode numérique innovante pour les problèmes géotechniques impliquant des matériaux granulaires. La méthode des éléments finis (FEM) et la méthode des éléments discrets (DEM) sont simultanément appliquées à résoudre, respectivement, le problème structurel à la macro-échelle et la microstructure du matériau à la micro-échelle. L'avantage d'utiliser une telle configuration à double échelle est de permettre d'étudier un problème d'ingénierie sans la nécessité de lois de comportement standard, capturant ainsi l'essence des propriétés des matériaux. Le lien entre les échelles est obtenu par homogénéisation numérique, de sorte que la loi de comportement continu numérique et la matrice tangente correspondante sont obtenues directement à partir de la réponse discrète de la microstructure.En règle générale, l'approche FEMxDEM présente quelques inconvénients; la vitesse de convergence et la robustesse de la méthode ne sont pas aussi efficaces que dans les modèles FEM classiques. De plus, le coût de calcul de l'intégration de la micro-échelle et la dépendance du maillage typique de la macro-échelle, rendent l'approche multi-échelle FEMxDEM discutable pour des utilisations pratiques. Le but de ce travail est de se concentrer sur ces questions théoriques et numériques avec l'objectif de rendre l'approche multi-échelle FEMxDEM robuste et applicable à des configurations à l'échelle réelle. Une variété d'opérateurs est proposée afin d'améliorer la convergence et la solidité de la méthode dans un cadre quasi-Newton. L'indépendance de l’intégration des différents points de Gauss et les caractéristiques d’intensivité sur les d'éléments sont exploités par l'utilisation d’une parallélisation en utilisant un paradigme OpenMP. Au niveau macro, une relation constitutive second gradient est mise en œuvre afin d'enrichir la relation de Cauchy de premier gradient apportant indépendance du maillage au modèle.Les améliorations susmentionnées rendent l'approche FEMxDEM compétitive avec les modèles FEM classiques en termes de coût de calcul permettant ainsi d'effectuer des simulations multi-échelle FEMxDEM robustes et indépendantes du maillage, depuis l'échelle du laboratoire (par exemple essaie biaxiale test) jusqu’à celle du problème à l'échelle de l'ingénierie (par exemple, excavation d’une galerie).Mots clés:Double échelle, homogénéisation numérique, loi constitutive numérique, élasto-plasticité, second gradient, matériaux microstructurés, grande déformation, éléments finis, éléments discrets, méthode de Newton, parallélisation, unicitéThe multi-scale FEMxDEM approach is an innovative numerical method for geotechnical problems involving granular materials. The Finite Element Method (FEM) and the Discrete Element Method (DEM) are simultaneously applied to solve, respectively, the structural problem at the macro-scale and the material microstructure at the micro-scale. The advantage of using such a double scale configuration is that it allows to study an engineering problem without the need of standard constitutive laws, thus capturing the essence of the material properties. The link between scales is obtained via numerical homogenization, so that, the continuum numerical constitutive law and the corresponding tangent matrix are obtained directly from the discrete response of the microstructure.Typically, the FEMxDEM approach presents some drawbacks; the convergence velocity and robustness of the method are not as efficient as in classical FEM models. Furthermore, the computational cost of the microscale integration and the typical mesh-dependency at the macro-scale, make the multi-scale FEMxDEM approach questionable for practical uses. The aim of this work is to focus on these theoretical and numerical issues with the objective of making the multiscale FEMxDEM approach robust and applicable to real-scale configurations. A variety of operators is proposed in order to improve the convergence and robustness of the method in a quasi-Newton framework. The independence of the Gauss point integrations and the element intensive characteristics of the code are exploited by the use of parallelization using an OpenMP paradigm. At the macro level, a second gradient constitutive relation is implemented in order to enrich the first gradient Cauchy relation bringing mesh-independency to the model.The aforementioned improvements makes the FEMxDEM approach competitive with classical FEM models in terms of computational cost thus allowing to perform robust and mesh-independent multi-scale FEMxDEM simulations, from the laboratory scale (e.g. biaxial test) to the engineering-scale problem, (e.g. gallery excavation).Keywords:Double scale, numerical homogenization, numerical constitutive law, elasto-plasticity, second gradient, microstructured materials, large strain, finite elements, discrete elements, Newton method, parallelization, uniqueness
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Aymard, Benjamin. "Simulation numérique d'un modèle multi-échelle de cinétique cellulaire formulé à partir d'équations de transport non conservatives." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066254/document.
Full textAbstract:
La thèse porte sur la calibration d'un modèle biomathématique multi-échelle expliquant le phénomène de sélection des follicules ovariens à partir du niveau cellulaire. Le modèle EDP consiste en un système hyperbolique quasi linéaire de grande taille gouvernant l'évolution des fonctions de densité cellulaire pour une cohorte de follicules (en pratique, une vingtaine).Les équations sont couplées de manière non locale par l'intermédiaire de termes de contrôle faisant intervenir les moments de la solution, intégrée à l'échelle mésoscopique et macroscopique. Trois chapitres de la thèse présentent, sous forme d'articles publiés, la méthode développée pour simuler numériquement ce modèle. Elle est conçue pour être implémentée sur une architecture parallèle. Les EDP sont discrétisées avec un schéma Volumes Finis sur un maillage adaptatif piloté par une analyse multirésolution. Le modèle présente des discontinuités de flux aux interfaces entre les différents états cellulaires, qui nécessitent la mise en ½uvre d'un couplage spécifique, compatible avec le schéma d'ordre élevé et le raffinement de maillage.Un chapitre de la thèse est dévolu à la méthode de calibration, qui consiste à traduire les connaissances biologiques en contraintes sur les paramètres et sur les sorties du modèle. Le caractère multi-échelle est là encore crucial. Les paramètres interviennent au niveau microscopique dans les équations gouvernant l'évolution des densités de cellules au sein de chaque follicule, alors que les données biologiques quantitatives sont disponibles aux niveaux mésoscopique et macroscopiqueThe thesis focuses on the numerical simulation of a biomathematical, multiscale model explaining the phenomenon of selection within the population of ovarian follicles, and grounded on a cellular basis. The PDE model consists of a large dimension hyperbolic quasilinear system governing the evolution of cell density functions for a cohort of follicles (around twenty in practice).The equations are coupled in a nonlocal way by control terms involving moments of the solution, defined on either the mesoscopic or macroscopic scale.Three chapters of the thesis, presented in the form of articles, develop the method used to simulate the model numerically. The numerical code is implemented on a parallel architecture. PDEs are discretized with a Finite Volume scheme on an adaptive mesh driven by a multiresolution analysis. Flux discontinuities, at the interfaces between different cellular states, require a specific treatment to be compatible with the high order numerical scheme and mesh refinement.A chapter of the thesis is devoted to the calibration method, which translates the biological knowledge into constraints on the parameters and model outputs. The multiscale character is crucial, since parameters are used at the microscopic level in the equations governing the evolution of the density of cells within each follicle, whereas quantitative biological data are rather available at the mesoscopic and macroscopic levels.The last chapter of the thesis focuses on the analysis of computational performances of the parallel code, based on statistical methods inspired from the field of uncertainty quantification
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Trottier, Nicolas. "Modélisation des écoulement en milieux poreux fracturés : estimation des paramètres par approche inverse multi-échelle." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01037933.
Full textAbstract:
Ce travail a pour objectif de développer et d'appliquer une méthode originale permettant de simuler l'écoulement dans un milieu poreux fracturé. Cette méthode repose sur une approche multicouches double continuum permettant de séparer le comportement des différents aquifères présents sur un site. La résolution des écoulements, basée sur la méthode des Eléments Finis de Crouzeix-Raviart, est associée à une méthode inverse (minimisation de type Quasi-Newton combinée à la méthode de l'état adjoint) et à une paramétrisation multi-échelle.La méthode est appliquée dans un premier temps sur l'aquifère fracturé du site expérimental de Poitiers. Les résultats montrent une bonne restitution du comportement de l'aquifère et aboutissent à des champs de transmissivité plus réguliers par rapport à ceux de l'approche simple continuum. L'application finale est réalisée sur le site de Cadarache (taille plus importante et données d'entrée moins denses). Le calage des deux aquifères présents sur le site est satisfaisant et montre que ceux-ci se comportent globalement de façon indépendante. Ce calage pourra être amélioré localement grâce à données de recharge plus fines.
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Atiezo, Megbeme Komla. "Modélisation multi-échelle de l'endommagement dynamique des matériaux fragiles sous chargements complexes." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0212.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, la modélisation de l’endommagement et de la rupture dynamique des matériaux quasi-fragiles est proposée en utilisant une approche double-échelle basée sur la méthode d’homogénéisation asymptotique. Des lois d’endommagement dynamique sont établies et des simulations numériques du comportement associé sont effectuées dans les cas de sollicitations correspondants aux trois modes classiques de la Mécanique de la Rupture. Le premier modèle d’endommagement dynamique est proposé pour le chargement en mode de cisaillement antiplan (mode III). La loi d’endommagement est déduite à partir d’un critère énergétique de type Griffith décrivant la propagation des microfissures, en utilisant la méthode de changement d’échelle basée sur des développements asymptotiques. Une étude locale de la réponse macroscopique prédite par ce nouveau modèle est faite pour mettre en évidence l’influence des paramètres, comme la taille de la microstructure et la vitesse de chargement, sur l’évolution de l’endommagement. Les résultats des simulations macroscopiques de rupture dynamique et les instabilités de branchement associées sont présentés et comparés à ceux des observations expérimentales. Le modèle est implémenté dans un code Éléments finis/Différences finies en utilisant le logiciel de calcul Matlab. Des simulations numériques de rupture rapide en mode d’ouverture (mode I) en utilisant une loi d’endommagement dynamique sont ensuite présentées. Le modèle utilisé pour ces simulations, est déduit à partir d’un critère microscopique de type Griffith en mode I en utilisant la méthode d’homogénéisation asymptotique. La loi d’endommagement obtenue est sensible à la vitesse de chargement qui influence le mode de rupture macroscopique. Des simulations numériques sont effectuées afin d’identifier les prédictions du modèle et les résultats obtenus sont comparés aux résultats expérimentaux. Différents tests, comme ceux de traction directe et de l’échantillon en forme de L pour les bétons, les essais d’impact sur des échantillons CCS en PMMA et le test d’impact de Kalthoff pour des roches calcaires sont reproduits numériquement. Ces simulations montrent que la vitesse de chargement détermine essentiellement la trajectoire de rupture macroscopique et la formation des branches associées, en accord avec les résultats expérimentaux. La loi a été implémentée dans le code d’éléments finis Abaqus/Explicit via une sub-routine VUMAT. Un troisième modèle d’endommagement est obtenu pour le mode de cisaillement plan (Mode II) par une démarche de modélisation double-échelle similaire à celle utilisée dans les deux premiers modèles, en tenant compte du contact unilatéral avec frottement sur les lèvres des microfissures. Une étude locale concernant l’effet du chargement de compression et du coefficient du frottement sur les fissures est faite. L’influence des paramètres comme la taille de la microstructure et la vitesse de déformation sur l’évolution de l’endommagement sont étudiés. Ces études sont complétées par des simulations des essais de rupture/frottement sur des échantillons en PMMA en utilisant le logiciel Abaqus/ExplicitIn this thesis, the modeling of dynamic damage and failure of quasi-materials is addressed using a two-scale approach based on the asymptotic homogenization method. Dynamic damage laws are obtained and numerical simulations of the associated behavior are performed for loadings corresponding to the classical three modes of Fracture Mechanics. The first dynamic model of damage is proposed for the anti-plane shear loading case (Mode III). The damage evolution law is deduced from the Griffith’s energy criterion governing the dynamic propagation of microcracks, by using the homogenization method based on asymptotic expansions. A study of the local macroscopic response predicted by the new model is conducted to highlight the influence of parameters, like the size of the microstructure and the loading rate, on the evolution of damage. Results of macroscopic simulations of dynamic failure and the associated branching instabilities are presented and compared with those reported by experimental observations. The model is implemented in a Finite-Elements/Finite-Differences code using the Matlab software environment. Numerical simulations of rapid failure in opening mode (Mode I) are using a dynamic damage law are presented subsequently. The model is deduced from a microscopic Griffith type criterion describing the dynamic mode I propagation of microcracks, using the asymptotic homogenization approach. The resulting damage law is sensitive to the rate of loading that determines the macroscopic failure mode. Numerical simulations are performed in order to identify the model predictions and the obtained numerical results are compared with the experimental ones. Different tests, like the compact tension and L-shape specimen tests for concrete, the compact compression test for the PMMA brittle polymer and the Kalthoff impact test for limestone rocks, are considered in the numerical simulations. These simulations show that the loading rate essentially determines the macroscopic crack trajectory and the associated branching patterns, in agreement with the experimental results. The law has been implemented in a finite element code Abaqus/Explicit via a VUMAT subroutine. A third model of damage is obtained for the in-plane shear mode (Mode II) through a similar double-scale approach by considering unilateral contact with friction conditions on the microcracks lips. A local study concerning the effects of normal compression and of the friction coefficient is carried out. The influence of the size of the microstructure and the rate of loading on damage evolution is analyzed at the local level. These studies are completed by structural failure simulations of PMMA specimens using the Abaqus/Explicit finite element software
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Guéroult, Sébastien. "Analyse expérimentale de la saturation des milieux fibreux à double échelle de pores : application à la mise en oeuvre des matériaux composites par procédé RTM." Le Havre, 2012. http://www.theses.fr/2012LEHA0008.
Full textAbstract:
L’objectif de cette thèse est de contribuer à une meilleure compréhension des mécanismes d’imprégnation en milieux fibreux à double échelle de pores. Comme tout procédé consistant en une injection de liquide dans une préforme fibreuse, le procédé RTM est susceptible de générer des défauts de type vide. Ces défauts peuvent provoquer un abattement des propriétés mécaniques finales. Afin de répondre à cette problématique de création de vides en cours d’infiltration, des dispositifs expérimentaux originaux ont été mis au point pour mesurer la saturation dans des milieux fibreux. Des capteurs ont été développés, basés sur les propriétés électriques des matériaux : la conductivité et la permittivité. Les résultats obtenus montrent une dépendance de la saturation vis-à-vis du nombre capillaire. Différents mécanismes de création et de transport des vides ont ainsi pu être analysés. Ces données ont ensuite été corrélées aux mesures de pression en fonction de la position. L’évolution de la pression capillaire a été prise en compte en fonction du nombre capillaire pour caractériser au mieux les infiltrations étudiées. L’ensemble des données obtenues sur la saturation et la pression sont combinées pour proposer une nouvelle analyse de la perméabilité des milieux fibreux à double échelle de pores. Deux notions de perméabilité sont validées, à savoir la perméabilité géométrique en tant que caractéristique intrinsèque de la préforme et la perméabilité relative comme caractéristique dépendante de la saturationThe objective of this thesis is to contribute to a better understanding of the mechanisms during the impregnation in a dual scale porous media. As any process consisting in an injection of liquid into a fiber preform, RTM process is prone to have void type defects. Those defects may lead to a reduction of the final mechanical properties. To address this problem of void creation during infiltration, original experimental devices have been designed to measure the saturation in fibrous media. Sensors have been developed based on the electrical properties of materials: conductivity and permittivity. The saturation results show a dependency with the capillary number. Different mechanisms for the creation and transport of voids have been highlighted. These data are then correlated with pressure measurements. The evolution of the capillary pressure as a function of the capillary number has been introduced to characterize properly the impregnations. The correlation of all the data concerning saturation and pressure allows us to propose a new analysis of the permeability in dual scale porous media. Two concepts of permeability are defined: the geometric permeability as an intrinsic characteristic of the preform and the relative permeability as a function of the saturation
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Drouin, Marie. "Modélisation des écoulements turbulents anisothermes en milieu macroporeux par une approche de double filtrage." Thesis, Toulouse, INPT, 2010. http://www.theses.fr/2010INPT0066/document.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur la modélisation d'écoulements turbulents anisothermes dans des milieux macroporeux. Ce problème intéresse de nombreux domaines : échangeurs de chaleur, réacteurs nucléaires, canopées... Notre objectif est de modéliser des écoulements traversant une structure solide selon un approche multi-échelle. L'utilisation d'un opérateur de moyenne spatiale permet ainsi d'obtenir une description homogénéisée des écoulements, tandis que l'aspect turbulent est traité grâce à un opérateur de moyenne statistique. Au cours du processus de moyenne, une partie des informations sur l'état microscopique est perdue. Cela se traduit, à l'échelle macroscopique, par l'apparition de termes inconnus liés à la turbulence (contraintes de Reynolds) et à la présence de la matrice solide (dispersion). C'est sur ces termes de dispersion présents dans les équations macroscopiques de quantité de mouvement et de la température que porte notre travail. Nous proposons un modèle de dispersion thermique qui permet de prédire de façon satisfaisante l'évolution de la température moyenne du fluide pour des écoulements à l'équilibre hydraulique présentant de forts gradients de température ou de flux thermique à la paroi. De plus, un modèle macroscopique de température de paroi basé sur le modèle de température moyenne est dérivé. Il permet de prédire avec précision l'évolution de la température de paroi pour des écoulements hors équilibre thermique. Afin de pouvoir traiter aussi des cas hors équilibre hydraulique, un modèle macroscopique de turbulence est proposé. Une analyse physique détaillée des transferts énergétiques a montré que c'est l'énergie dispersive qui permet de caractériser le déséquilibre hydraulique. Un modèle de turbulence prenant en compte les déséquilibres d'énergie dispersive a donc été dérivé. Il permet de prédire de façon satisfaisante la dynamique d'établissement d'écoulements entrant dans des canaux et de fournir des conditions aux limites précises à la sortie des canaux. Enfin, nous proposons un modèle dynamique pour le tenseur de dispersion basé sur l'énergie dispersive et la dissipation associéeThis works deals with the modelling if anisothermal turbulent flows in macroporous media. This topic concerns many practical applications such as heat exchangers, nuclear reactors, canopies... Our aim is to model flows through porous matrices by means of a multi-scale approach. A macroscopic description of the flows is obtained thanks to a spatial average operator, while a statistical average operator is used to handle turbulence. The successive application of both filters leads to a loss of information. Therefore, at macroscopic scale, unknown contributions linked to turbulence (Reynolds stresses) and the presence of the solid matrix (dispersion) appear. We focus on dispersion terms. We propose a thermal dispersion model for hydrodynamically established flows. Mean temperature predictions obtained with this model are very accurate for channel flows with strong temperature and wall heat flux gradients. We also derive a wall temperature model based the mean temperature model. It gives good macroscopic results for thermally developping flows. In order to be able to simulate hydrodynamically developping flows, a turbulence model is needed. A two-scale analysis of energy transfers within the flow shows that the dynamic behaviour of unbalanced flows can be described using the dispersive kinetic energy. A turbulence model that accounts for dispersive energy is derived. It predicts very well the dynamics of a flows near a channel inlet and provides accurate boundary conditions for exit flows. Finally, a dynamic model based on the dispersive energy and its dissipation rate is proposed for the dispersion tensor
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Aaboud, Bouchra. "Modélisation et simulation de la formation, la compression et le transport des bulles d'air en milieux fibreux à double échelle de pores : application au procédé RTM." Thesis, Le Havre, 2016. http://www.theses.fr/2016LEHA0023/document.
Full textAbstract:
Ce travail traite la problématique des bulles d’air contenues dans les pièces composites mises en œuvre par le procédé RTM. La modélisation des phénomènes de création, de compression et de transport de ce type de défauts est présentée. Notamment l’adoption d’un nouveau modèle de création des bulles d’air, de transport, et l’estimation des porosités à double échelle de pores ainsi que la saturation finale de la préforme sont donnéesThis work covers the problematic of air bubbles entrapped during manufacturing composite parts via the RTM process. Modeling creation, compression, and transport of this type of defaults is presented here. Likewise, a new approach of air bubble’s creation, transport modeling, simulation of porosities at dual scale of pores, and estimation of the final saturation of the preform are given
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Cariou, Sophie. "Couplage hydro-mécanique et transfert dans l'argilite de Meuse/Haute-Marne : approches expérimentale et multi-échelle." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00556546.
Full textAbstract:
Ce mémoire s'intéresse au comportement hydro-mécanique de l'argilite. On montre que la théorie classique de Biot n'est pas du tout adaptée au cas de l'argilite. Une loi de comportement originale est alors construite grâce à des outils d'homogénéisation, en intégrant la microstructure de l'argilite et des phénomènes physiques existant aux échelles microscopiques, tels la surpression de gonflement au niveau des particules d'argile et les effets capillaires au niveau du réseau poreux. Cette loi de comportement permet d'expliquer tout un jeu d'expériences qui ne l'était pas par la théorie classique de Biot. Elle est ensuite enrichie pour intégrer les données expérimentales que sont la dépendance du tenseur d'élasticite au degré de saturation et la présence d'une porosité autour des inclusions. Cette loi de comportement pertinente, exploitée à partir du suivi dimensionnel d'échantillons sous chargement hydrique, permet de proposer une estimation pour le tenseur de Biot pour l'argilite. Afin d'alimenter cette équation d'état, on s'intéresse par ailleurs aux variations du degré de saturation d'un échantillon lors d'un séchage. Deux modèles de séchage sont étudiés et comparés, puis une modélisation du réseau poreux est proposée afin d'expliquer les mesures atypiques de perméabilité.
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Haddar, Houssem. "Modèles asymptotiques en ferromagnétisme : couches minces et homogénéisation." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2000. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002381.
Full textAbstract:
Cette thèse s'intéresse, à la diffraction d'ondes électromagnétiques par un matériau ferromagnétique obéissant à la loi non-linéaire de Landau-Lifshitz, et comporte trois parties. On étudie dans la première partie le problème de Cauchy formé par le système de Maxwell et la loi de L.L. On y montre l'existence et l'unicité des solutions fortes en 2D. La deuxième partie traite le problème de diffraction par un revêtement ferromagnétique de faible épaisseur. La couche mince est remplacée par des conditions aux limites équivalentes, obtenues via un développement asymptotique par rapport à l'épaisseur et permettant un calcul approchée de la solution. La stabilité (ou instabilité) de ces conditions est analysée dans le cas général mais l'étude de l'erreur pour le problème non-linéaire n'a été faite que pour le modèle 1D. On propose et on étudie ensuite deux schémas de discrétisation en temps. L'intérêt pratique de ces conditions équivalentes a été mis en évidence par des expériences numériques 1D et 2D. La troisième partie est consacrée à l'homogénéisation d'un milieu ferromagnétique périodique. Le modèle homogénéisé est présenté dans le cas général et comprend une loi non linéaire micro-macro non locale. La convergence double échelle est montrée dans le cas laminaire. Le procédé d'homogénéisation est également validé numériquement dans ce cas.
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Bourel, Christophe. "Étude mathématique et numérique de cristaux photoniques fortement contrastés." Phd thesis, Université du Sud Toulon Var, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00562138.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, on se propose d'étudier rigoureusement le comportement macroscopique de matériaux composites fortement contrastés dans le cadre de l'électromagnétisme. Nous considérons des structures constituées de micro-inclusions réparties périodiquement (ou aléatoirement), au sein desquelles un matériau de très grande permittivité, ou de très grande conductivité, sera disposé. En pratique, une telle structure occupe un domaine borné 3D et est éclairée par une onde incidente monochromatique (de fréquence xée) venant de l'inni. Notre approche mathématique consiste à passer à la limite dans le système de Maxwell décrivant le problème de diffraction lorsque la distance séparant les inclusions tend vers zéro, et que l'indice électromagnétique des inclusions tend vers l'infini (`fort contraste'). Nous étudions deux types de structures diffractantes 3D qui permettent de réaliser des matériaux de permittivité ou perméabilité négatives. L'étude asymptotique et basée sur la méthode de convergence double-échelle (parfois dans une variante stochastique), et les problèmes sur la cellule de périodicité qui en résultent sont résolus par méthode spectrale. Ceci permet d'obtenir explicitement les tenseurs effectifs en fonction de la fréquence, mettant ainsi en évidence leurs grandes variations autour de fréquences de résonances.
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Boitrelle, Benjamin. "Development of a double-sided ladder for tracking in high-energy physics." Thesis, Strasbourg, 2017. http://www.theses.fr/2017STRAE033/document.
Full textAbstract:
Le projet PLUME développe des échelles ultra-légères inspirées par le cahier des charges du détecteur de vertex pour le futur e+e- International Linear Collider (ILC). Nos travaux montrent que, pour une énergie de 350 GeV et une luminosité de 250 fb-1, l’ILC donnera accès à des états finals comme Hνν. Les modules PLUME exploitent le concept d’échelles double-face recouvertes de capteurs CMOS afin d’atteindre un budget de matière de 0,35 % en longueurs de radiation. Les tests effectués ont montré que les performances électriques des 12 capteurs intégrés sur ces échelles ne sont pas dégradées. La surface des échelles présente des déformations, mais nous avons mis au point un algorithme spécifique qui permet de corriger leurs effets lors du traitement des données. Finalement, une mesure de la longueur de radiation d’un prototype moins avancé a été réalisée avec un faisceau test au DESY. La valeur obtenue de 0,47±0,02 % en longueurs de radiation correspond au budget attenduThe PLUME project develops ultra-light pixelated layers with specifications driven by the design of a vertex detector at the future e+e- International Linear Collider (ILC). The ILC will give access to final states like Hνν, as this work demonstrates for centre-of-mass energy 350GeV and a luminosity of 250 fb-1. PLUME devices exploit the concept of double-sided ladder spaved with thinned CMOS pixel sensors in order to reach a material budget of 0.35 % of radiation length. The present study validated that simultaneous operation of the 12 CMOS sensors integrated on such light ladders do not impact their electrical behaviour. Surface deformations were observed but a specific algorithm during the off- line analysis was proposed and successfully tested to preserve the native sensor spatial resolution. Finally, a measurement of the material budget of a less advanced ladder prototype has been performedat DESY test beam and yield 0.47±0.02 % of radiation length, matching the expected value
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Hemmer, Julie. "Hydro-mechanical coupling in a deformable dual-scale fibrous reinforcement : from mesoscale characterization and modeling to liquid resin infusion process simulation." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2018. http://www.theses.fr/2018ECDN0044/document.
Full textAbstract:
L'un des objectifs de l'industrie éolienne est de produire de grandes pièces de structure à moindre coût. Dans ce contexte, la fabrication de pièces composites à partir de renforts quasi unidirectionnels(quasi-UD NCF) avec le procédé d’infusion est compétitive tant sur le plan mécanique que financier. Le procédé d'infusion engendre un phénomène de décompaction dû à la flexibilité de la bâche à vide. De plus les NCF présentent un écoulement à double échelle pendant leur imprégnation. La modélisation des deux phénomènes est souvent réalisée en supposant que la préforme fibreuse est un milieu continu à perméabilité variable. Néanmoins, la perméabilité est influencée par la répartition et la taille des mésopores, qui dépendent de l'état de compaction. Le but de cette thèse est de caractériser expérimentalement l'évolution d'un quasi-UD lors de l’infusion et d’évaluer l'impact de la réorganisation microstructurale sur des quantités macroscopiques d’intérêt, tels que la perméabilité et le temps de remplissage des pièces.Des infusions ont été réalisées à l'intérieur d'un tomographe pour capter l’évolution d’une même microstructure avant et après infusion. Un modèle simplifié a été proposé pour prédire la perméabilité dans le plan et ainsi évaluer l'influence de la réorganisation microstructurelle sur celle-ci. De plus,un outil numérique a été développé pour prendre en compte un écoulement double échelle dans un milieu fibreux déformable bidisperse. L'impact de la décompaction sur le temps de remplissage des pièces a été établi. Une étude mécanique expérimentale du comportement de la mèche tout au long de l’infusion a également été réalisée afin de mieux comprendre le comportement du quasi-UD. Un modèle hyperélastique a finalement été proposé pour prédire le comportement mécanique 3D des mèches pendant la phase de chargement à sec, avant l'infusionA current aim of wind turbine industries is to produce large structural parts at reduced costs. In this context, manufacture composite blades made of quasi-unidirectional non-crimp fabrics (quasi-UD NCF) using the infusion process is competitive on both mechanical and cost aspects. The infusion process involves an unloading phenomenon due to the vacuum bag flexibility. Additionally, during the impregnation, NCFs exhibit a dual-scale flow. Usual modeling of both phenomena assumes that the fibrous preform is a continuous medium with a varying permeability. Nonetheless, the permeability is affected by the meso-pores size and spatial distribution, which depend on the compaction state. The goal of this thesis is thus to characterize experimentally the flow-induced microstructural evolution of a quasi-UD NCF during the infusion process, and to quantify the impact of thismicrostructural reorganization on relevant macroscopic parameters, such as modelled in-plane permeability as well as computed filling time of parts. In situ infusion process has been conducted inside X-ray Computed Tomography device to capture a dual-scale fibrous microstructure prior and after the infusion process. Additionally, a simplified model has been proposed to predict the in-plane permeability and thus to evaluate the influence of the microstructural reorganization on it. Then, a numerical tool has been developed to account for dual-scale flow in a bidisperse deformable fibrous media. The impact of the dual-scale unloading on themacroscopic filling time of parts has been established. A mechanical investigation of the towbehavior during the infusion process has been additionally carried out experimentally to better understand the quasi-UD NCF behavior. From these results, a hyperelastic model has been proposed to predict the 3D mechanical behavior of tows during the dry loading phase, prior to the infusion process
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Meylan, Sylvain. "Développement d'un outil de simulation multi-échelle adapté au calcul des dommages radio-induits précoces dans des cellules exposées à des irradiations d'ions légers (proton et alpha)." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0184/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse, réalisé dans le cadre des projets de recherche ROSIRIS (IRSN) et Geant4-DNA, porte sur la construction d’une simulation multi-échelle dédiée au calcul des dommages radio-induits précoces à l’ADN qui peuvent apparaître suite à l’irradiation d’un noyau cellulaire. L’outil développé s’appuie sur une version modifiée du code de Monte Carlo Geant4-DNA et est capable de simuler dans le détail le transport et les interactions physiques entre l’irradiation ionisante et la matière biologique (étape physique), la création d’espèces chimiques (étape physico-chimique) et les réactions et processus de diffusion de ces dernières (étape chimique). Durant la simulation de ces trois étapes, un modèle géométrique de l’ADN, décrivant l’ensemble du génome humain avec une précision moléculaire, est généré avec un nouveau logiciel développé dans le cadre de cette thèse : DnaFabric. Les premiers résultats obtenus pour des irradiations avec des protons et des ions alpha sont détaillés et comparés à des données de la littérature. Un bon accord est observés avec ces dernières illustrant ainsi la cohérence de l’ensemble de la simulation. L’influence très significative du critère de sélection utilisé pour identifier les dommages à l’ADN est également démontréeThis work was performed in the frame of the ROSIRIS (IRSN) and Geant4-DNA research projects and describes the development of a simulation tool to compute radioinduced early DNA damages in a cell nucleus. The modeling tool is based on a modified version of the Monte Carlo code Geant4-DNA and is able to simulate the physical interactions between ionizing particles and the biological target (physical stage), the creation of chemical species within the cell nucleus (physico-chemical stage) as well as the reactions and diffusion processes of these chemical species (chemical stage). During all the simulation, a geometrical model that describes the DNA content of a human diploid cell nucleus is taken into account. This model was generated with a new software (DnaFabric) developed in the frame of this work and has a molecular level of detail.The first results (in term of DNA strand breaks) obtained with this tool are detailed and compared with experimental data from the literature. The good agreement between the simulation results and those data shows the coherence of our modeling. The significant influence of the selection criteria used to identify the DNA damages is also demonstrated
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Ha, Duy Hung. "Modélisation statistique et probabiliste du temps inter-véhiculaire aux différents niveaux de trafic." Thesis, Paris Est, 2011. http://www.theses.fr/2011PEST1140.
Full textAbstract:
Temps Inter-véhiculaire (TIV) est une variable microscopique fondamentale dans la théorie du trafic, et a été étudié depuis le début du développement de cette théorie, vers 1930. La distribution de probabilité du TIV décrit la répartition des arrivées des véhicules en un point donné et reflète dans une certaine mesure le comportement de conduite. Beaucoup d'applications en ingénierie du trafic viennent de la connaissance fine de cette variable. La thèse a pour but d'approfondir cette connaissance en modélisant la distribution du TIV dans différents contextes selon différents points de vue. Tout d'abord, deux méthodes d'échantillonnage, la méthode de groupement et la méthode de raffinement sont considérées. L'application numérique concerne deux bases de données, celle de la route nationale RN118 et celle de l'autoroute A6. Ensuite, trois types de modèles probabilistes sont analysés et classifiés. Une comparaison exhaustive des modèles et des méthodes d'estimation est réalisée ce qui conduit à considérer que le modèle gamma-GQM est supérieur aux autres modèles en matière de performance statistique et en efficacité de calcul. Différentes procédures d'estimation sont testées, celle qui est proposée et retenue favorise la stabilité des paramètres estimés. Six nouveaux modèles de TIV sont proposés, calibrés, analysés. Mis à part deux modèles de performance inférieure aux autres et au modèle gamma-GQM, quatre modèles sont équivalents voire meilleurs que le modèle gamma-GQM. Pour une raison pratique, le modèle Double Gamma est choisi à côté du modèle gamma-GQM, comme modèle de comparaison, dans toute la modélisation des TIV. Le calibrage des modèles et l'analyse des paramètres des modèles sont menés, à partir des données réelles, en considérant trois dimensions d'étude du trafic: les échelles macroscopique, mésoscopique et microscopique. Une quatrième dimension d'étude des TIV est constituée des facteurs exogènes au trafic. La prise en compte de ces facteurs exogènes, à chaque échelle macroscopique entraîne la distinction de deux types de facteur exogène : « empêchant » et « impulsant». Finalement, différentes approches de validation sont testées. L'approche proposée par « enveloppe des distributions » semble prometteuse pour le futurTime Headway (TH) is a microscopic variable in traffic flow theories that has been studied since the 1930s. Distribution of this fundamental variable describes the arrival pattern of vehicles in traffic flow, so probabilistic modeling is the main approach to study TH and represent driving behaviour. The applications of the variable in traffic engineering are varied; include capacity calculation, microscopic simulation, traffic safety analysis, etc. This dissertation aims at modeling the TH distribution in different contexts. Firstly, the short-time sampling method and long-time sampling method are applied to obtain TH samples from the two data bases (the RN118 national roadway and the A6 motorway). Then, three probabilistic TH model types are analyzed and classified. An exhaustive comparison between the existing models and between the corresponding estimation methods lead to consider that the gamma-GQM is the best TH model in the literature. An estimation process is also proposed in order to obtain good and stable estimated results of the parameters. After that, the TH probabilistic modeling is developed by six new models. Except for the two ones which are worse, the four other models are statistically equivalent and/or better than the gamma-GQM. For practical reason, the Double Gamma model is selected, as a comparison model, with the gamma-GQM to calibrate all TH samples. Three traffic levels are considered: macroscopic, mesoscopic and microscopic. The effects of exogenous factors are also examined. Examining this factor in each macroscopic variable level leads to distinguish two following factor types: impeding factor and propulsive factor. Finally, different approaches for TH validation are tested. The proposed approach of “envelope of distributions” seems to be promising for future applications
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Soares, Gambarini Gabriela. "Influence of highly contrasted dual-scale porosity carbon interlock fabrics on permeability, flow-induced deformation and saturation during CRTM process : Experimental characterization and modeling." Electronic Thesis or Diss., Ecole centrale de Nantes, 2023. http://www.theses.fr/2023ECDN0018.
Full textAbstract:
Un premier objectif de cette thèseest de développer une méthodologie de mesurede perméabilité qui caractérise avec précision letenseur complet de perméabilité d'un tissu eninterlock en carbone utilisé dans la fabricationdes aubes de turbine d’avion par le procédé CRTM.Les caractéristiques uniques du tissu,notamment ses épaisseur et rigidité élevées,ses fibres opaques et sa double échelle deporosité très marquée, présentent des défis lorsde l'utilisation de techniques de mesuretraditionnelles.Afin de mesurer le tenseur complet deperméabilité de façon économique et sur uneplage étendue de fraction volumique de fibres,une combinaison de méthodes expérimentales aété proposée et utilisée.Les travaux portent également sur l’étude del'apparition de déformations du réseau fibreuxinduites par l'écoulement et propose une fenêtredeprocédé optimale pour imprégner les interlockslors du procédé C-RTM.Le développement d'un banc d'essaiexpérimental pour mesurer la saturationpendant l'injection est présenté, ainsi quel'influence de sa double échelle de porosité trèsmarquée. Les résultats sont complétés par unemodélisation numérique préliminaire à l’échellemésoscopique d'une géométrie simplifiéereprésentative.Les défis posés par la double échelle marquéede l’espace poral et les modes d’imprégnationdu tissu en interlock qui en découlent, justifientde l’approche proposée, combinant analyseexpérimentale et modélisation, qui doit êtrepoursuivie pour approfondir l’étude de cesmécanismesA primary objective of this thesis is to developa permeability measurement methodology thataccurately characterizes the full permeabilitytensor of a carbon interlock fabric used in themanufacture of aircraft turbine blades using theC-RTM process. The unique characteristics ofthe fabric, including its high thickness andstiffness, its non-transparent fibers and itspronounced dual-porosity scale, presentchallenges when using traditional measurementtechniques.In order to measure the full permeability tensoreconomically and over a wide range of fibervolume fractions, a combination of experimentalmethods has been proposed and applied.The development of an experimental testbench to measure saturation during injectionand the influence of its very strong doubleporosity scale is presented. The results arecomplemented by preliminary mesoscopicnumerical modelling of a representativesimplified geometry.The challenges posed by the pronounceddouble scale of the pore space and the resultingmodes of impregnation of the interlocked fabricjustify the proposed approach of combiningexperimental analysis and modelling, whichmust be pursued in order to study thesemechanisms in greater depth
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Léon, Olivier. "Étude du rayonnement acoustique d'instabilités hydrodynamiques de jets double-flux par les équations de stabilité parabolisées (PSE)." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2012. http://oatao.univ-toulouse.fr/9138/1/leon_partie_1_sur_2.pdf.
Full textAbstract:
Dans le but de réduire le bruit de jet, source principale de nuisance sonore au décollage d'un avion, une compréhension fine des mécanismes aéroacoustiques mis en jeu est nécessaire. Les structures cohérentes de grande échelle se développant dans la couche de mélange d'un jet semblent responsables d'une part importante du bruit observé en champ lointain, surtout dans les basses fréquences. Une approche permettant d'étudier ces structures turbulentes est fournie par la théorie de stabilité, notamment au moyen des équations de stabilité parabolisées (PSE). L'étude de ces ondes d'instabilité est alors complémentaire d'autres approches (LES ou expériences), puisqu'elle permet de mettre en évidence la nature et la dynamique de ces structures, également présentes dans les résultats de simulations ou de mesures.
Au cours de ces travaux de thèse, nous nous sommes intéressés aux structures cohérentes se développant dans des jets à double flux étudiés au cours du projet européen CoJeN (Coaxial Jet Noise). En particulier, nous avons exploité une base de données issues de mesures de fluctuations de pression réalisées en champ proche et en champ lointain de ces jets. Nous avons alors pu comparer les résultats de notre modélisation PSE à ces mesures en périphérie immédiate du jet, confirmant ainsi la pertinence d’un tel modèle, même dans des configurations aussi complexes. De plus, le calcul du rayonnement acoustique en champ lointain engendré par les fluctuations de pression modélisées nous a permis de faire des comparaisons directes avec les niveaux et les directivités mesurés. Nous avons ainsi pu mettre en évidence quantitativement la contribution de ces structures turbulentes de grande échelle au bruit total rayonné par le jet.
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Augier, Adeline. "Modélisation et simulation numérique de matériaux microstructurés pour l'isolation acoustique des cabines d'avion." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00562015.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous modélisons le passage d'une onde acoustique à travers un matériau poreux supposé périodique (mousse ou laine de verre). L'objectif est d'établir un système d'équations macroscopiques, prenant en compte la microstructure du domaine, sur un matériau homogène équivalent. Nous commençons par définir la modélisation du problème et nous obtenons un système non coercif écrit en fréquence afin de répondre aux problématiques industrielles. Nous établissons ensuite le caractère bien posé du système avant de le faire converger double échelle. Nous obtenons ainsi deux systèmes de cellule : un système de Stokes pour le fluide et un système de type élasticité linéaire pour décrire le déplacement du matériau. Au niveau macroscopique, nous obtenons un système couplé non intuitif. Nous finissons la partie théorique par une comparaison entre le modèle que nous avons obtenu et le modèle de Biot-Allard utilisé par les physiciens et industriels pour traiter ce type de problème. Enfin, nous illustrons le travail précédent grâce à des résultats numériques.
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Attipou, Kodjo. "Étude des instabilités dans les membranes minces sous chargements thermomécaniques." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0207/document.
Full textAbstract:
Le plissement est généralement observé dans les structures minces ayant un comportement de type membrane. Ces structures minces ne supportent pas d'effort de flexion et sont donc sollicitées en traction. Dans cette thèse, nous avons développé une technique de réduction de modèle pour la modélisation du plissement des membranes minces. Cette technique, basée sur les séries de Fourier à double échelle, permet de déduire d'un modèle complet de membrane, un modèle réduit capable de prendre en compte les instabilités globales et locales. Les valeurs critiques de charge et longueur d'onde sont déterminées analytiquement puis numériquement. Des exemples numériques nous ont permis de valider le modèle numérique par rapport au modèle analytique. Les modèles numériques étudiés prennent en compte le modèle complet et le modèle réduit de la membrane. Le modèle complet est simulé dans Abaqus et résolu numériquement à l'aide de la méthode de la longueur d'arc et le modèle réduit est implémenté dans Matlab et résolu numériquement à l'aide de la méthode asymptotique numérique. Nous avons étudié le comportement de la membrane sous sollicitation mécanique, thermique et thermo-mécanique. Les résultats obtenus montrent que le modèle réduit est capable de se substituer au modèle complet dans la détermination des contraintes critiques et longueurs d'onde correspondantes. Le gain en temps de calcul obtenu est important, ceci grâce à la très faible densité de maillage requis par le modèle réduit. Le modèle réduit est très sensible aux conditions aux bords de la membrane et requiert d'avoir une longueur d'onde des plis quasiment constante dans la largeur de la membraneWrinkling is an instability phenomenon generally observed in thin structures with membrane's behavior. Those thin structures have no rigidity to flexion and are therefore used in traction. In this thesis, we developed a reduction model's technique for the modeling of wrinkling phenomenon in thin membranes. This technique, based on the double scale Fourier series, allow us to deduce from a full membrane model, a reduced membrane model that is able to take into account the global and local instability of the structure. The critical load and critical wavelength are determined analytically on one side, then numerically on the other side. Numerical exemples are conducted to validate the numerical model towards the analytical one. Numerical models studied take into account both full and reduce membrane models. The full model is simulated in Abaqus and solved numerically using the arc length method and the reduced model is implemented in Matlab and solved numerically using the asymptotic numerical method. We studied the membrane behavior under mechanical, thermal and thermo-mechanical loading. The results obtained show that the full membrane model can be replaced by the reduced one in determining critical loads and corresponding wavelengths. The gain in computation time obtained is important, due to the coarse mesh required by the reduced model. The reduced model is very sensitive to membrane's boundaries conditions and requires to have a quasi constant wavelength along the membrane width
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Imbert, Mathieu. "High speed reactive RTM with on-line mixing in dualscale fibrous reinforcements : Experimental and numerical developments and investigations." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2017. http://www.theses.fr/2017ECDN0017/document.
Full textAbstract:
Le moulage RTM à haute cadence est un procédé de fabrication composite prometteur qui satisfait les exigences de l’industrie automobile pour produire des pièces structurelles complexes avec un temps de cycle court. Cependant, les réductions de temps de cycle sont un véritable défi. Dans ce procédé, une résine est injectée avec mélange en dans la cavité d’un moule contenant un renfort fibreux. Ce flux de résine réactive génère des schémas d’écoulement complexes et des couplages thermo-chimio-rhéologiques forts. En raison de la grande sensibilité de la résine et des temps de cycle serrés, la prédiction de la stratégie d’injection optimale est très difficile et très coûteuse à mener expérimentalement. Le travail réalisé a donc poursuivi deux objectifs: 1. Identifier et quantifier expérimentalement les mécanismes influençant le procédé RTM réactif avec mélange en tête et 2. Développer une méthode de simulation numérique en vue d’introduire les mécanismes identifiés dans le logiciel industriel PAM COMPOSITE développé par ESI Group. L’identification et la quantification des mécanismes ont été réalisées grâce à des investigations expérimentales et numériques. Un nouveau montage expérimental a été développé pour l’étude du mécanisme de stockage de résines intra-mèche grâce à des observations aux échelles macro- et microscopiques. De plus, une méthode numérique a été développée pour simuler l’écoulement réactif de la résine dans des matériaux à simple et à double échelle de porosité. Cette méthode a permis d’étudier les mécanismes locaux difficiles à mesurer expérimentalement et de préparer le transfert vers le logiciel industriel d’ESIHigh Speed Resin Transfer Molding (RTM) is a promising composite manufacturing process fitting automotive industry requirements to produce complex structural parts with a perspective of short cycle times. However, cycle time reductions are a real challenge. In this process, a resin mixed on-line with curing agents is injected in the cavity of a mold containing a fibrous reinforcement. This flow of reactive resin generates acomplex flow pattern and strong thermo-chemo rheological couplings. Due to the high sensitivity of the resin cure, and the tight cycle times, prediction of the optimal injection strategy is very difficult and very expensive to conduct experimentally. In this context, two goals where followed in this work: 1. Identify and quantify experimentally the mechanisms, related to the process or to the reinforcement, influencing the reactive RTMprocess with on-line mixing and 2. Develop a numerical simulation method in a view of introducing the identified mechanisms in the industrial software PAMCOMPOSITE developed by ESI Group. Identification and quantification of the mechanisms were realized thanks to experimental investigations and numerical simulations. A new experimental setup has been developed for the investigation of the mechanism of intra-tow resin storage through macro-scale and micro-scale observations. Additionally, a numerical method has been developed to simulate the reactive flow of a resin in single and dual scale porous materials. This method allowed both to investigate local mechanisms difficult to study experimentally and prepare the transfer to the industrial software of ESI
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Vaghi, Cristina. "Modélisation mathématique du transport des nanoparticules dans les tumeurs." Thesis, Bordeaux, 2020. http://www.theses.fr/2020BORD0326.
Full textAbstract:
La nanomédecine offre des perspectives ambitieuses pour le traitement du cancer. Récemment, des liposomes conjugués à des anticorps spécifiques ont été développés pour cibler les cellules tumorales du cancer au sein, en réduisant la toxicité de la chimiothérapie dans les tissus sains. Ces nanoparticules, appelées ANC (pour antibody nano-conjugate), sont actuellement testées dans une phase préclinique. Cependant, la pharmacocinétique, la biodistribution et l'efficacité de ces nanoparticules ne sont pas bien caracterisées quantitativement et pourrait être ameliorées. La modélisation mathématique peut aider à mieux comprendre la dynamique de la pénétration des ANC dans la tumeur et à améliorer l'efficacité du traitement.La modélisation pharmacocinétique-pharmacodynamique permet d'évaluer la réponse du traitement extit{in vivo} en fonction de la dose injectée. Dans ce travail, nous avons décrit plusieurs phénomènes biologiques avec des équations differentielles ordinaires : (i) la croissance tumorale avec un nouveau modèle réduit de Gompertz, (ii) la biodistribution des nanoparticules avec un modèle pharmacocinétique à deux compartiments, et (iii) la réponse au traitement avec un modèle de résistance. Tous les modèles ont été calibrés dans le cadre des modèles non linéaires à effets mixtes, qui décrivent la dynamique globale de la population ainsi que la variabilité individuelle.De plus, nous avons dérivé un modèle mathématique spatial avec la technique de développement asymptotique double-échelle pour décrire le transport des fluides et des nanoparticules dans le tissu tumoral. Cette méthodologie nous permet d'évaluer les barrières microscopiques qui empêchent une distribution homogène des ANC dans la tumeur. Finalement, nous proposons un schéma computationnel pour prédire l'accumulation des nanoparticules à partir des données individuels d'imagerieNanomedicine offers promising and innovative tools to treat cancer. Recently, liposomes conjugated with an antibody were developed to target breast cancer cells while sparing healthy tissues from the toxicity of the chemotherapy. These nanoparticles are called antibody-nanoconjugates (ANCs) and are currently tested in a preclinical trial. However, the pharmacokinetics, biodistribution, and efficacy of these nanoparticles are not well known and could be improved. Mathematical modeling can help in understanding the intratumor penetration of the nanoparticles and in quantifying the treatment efficacy.Pharmacokinetic-pharmacodynamic modeling evaluates the dose-response relationship in vivo and can be used to optimize the therapy schedule. Here, we described several biological processes using ordinary differential equations: (i) the untreated tumor growth with a novel reduced Gompertz model, (ii) the nanoparticle biodistribution using a two-compartment pharmacokinetic model, and (iii) the therapeutic response with a resistance model. All the models were validated against experimental data in the statistical framework of nonlinear mixed-effects modeling, which models simultaneously the dynamic of the population and the inter-individual variability.Furthermore, we derived a spatial mathematical model with the two-scale asymptotic expansion method to describe the fluid and nanoparticle transport within the tumor tissue. This approach allowed us to evaluate the barriers that impair a homogeneous distribution of nanoparticles at the tumor site. Moreover, we propose a computational framework to predict tumor accumulation of nanoparticles using individual imaging data
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Mellet, Antoine. "Etude asymptotique des équations cinétiques : applications à la modélisation des phénomènes de transport." Toulouse 3, 2002. http://www.theses.fr/2002TOU30192.
Full text
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Safer, Nassim. "Modélisation des façades de type double-peau équipées de protections solaires : approches multi-échelles." Lyon, INSA, 2006. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2006ISAL0028/these.pdf.
Full textAbstract:
Ces dernières décennies, l'utilisation des façades transparentes dans les nouveaux bâtiments est en pleine expansion. Certaines de ces façades, appelées "façades de type double-peau" FDP, sont composées d'un vitrage intérieur et d'un vitrage extérieur séparés par un canal de 20 à 80 cm de large, ce canal est ventilé dans la plupart des cas. Des protections solaires équipent la majorité des FDP. Bien conçues, les FDP permettent d'améliorer le confort des occupants et de diminuer les consommations énergétiques. Pour atteindre ces objectifs, le comportement thermo-aéraulique de la FDP doit être étudié en détail afin de produire un modèle global décrivant son comportement. Nous avons modélisé le comportement des FDP à l'aide d'une approche CFD (Computational Fluid Dynamics). Les paramètres les plus influents sur le comportement thermo-aéraulique de ce type de façade ont été alors établi ; étape nécessaire à la modélisation globale de la FDP. Afin d'étayer les résultats numériques, nous présentons dans la deuxième partie une campagne expérimentale. Nous avons visualisé les écoulements d'air dans une FDP à échelle réelle à l'aide de la technique PIV (Particle Image Velocimetry). Dans la dernière partie de ce travail, un modèle global "façades de type double-peau" intégrant les résultats des parties précédentes est proposé. Ce modèle est basé sur une approche nodale adaptée à l'étude du comportement énergétique des bâtiments. Son implémentation dans un outil dynamique de simulation thermique (TRNSYS) permet d'étudier la gestion optimale des protections solaires afin de réduire les consommations énergétiques des bâtiments tertiairesIn this past decade, glazed façades use in new buildings has soared. Some of these façades, called "double skin façades"(DSF), are made of internal and external glazing. As indicated by its name, DSF are a special type of envelope which air space in between, called "the channel", can be rather important (up to 0. 8 meter). Properly DSF allow for energy savings and for the increase of the indoor comfort. The majority of these facades are equipped with solar protections. In general the channel is ventilated in order to decrease the overheating problems in summer and to contribute to energy savings in winter. To reach these goals, the detailed behavior of double skin façade need to be better understood and a global model should be produced. The velocity and temperature fields of DSF are investigated using CFD (Computational Fluid Dynamics) approach. The main influent parameters are identified. To complement these simulations, the second part of the present work is dedicated to experimental measurement. Using PIV (Particle Image Velocimetry) technique. In the last part, a global DSF model is proposed. This model is based on the main influent parameters identified within the experimental and numerical parts including the convective coefficients. The model is based on nodal approach adapted for building energy simulations. Finally, the developed model is implemented within a dynamic building energy simulation tool (TRNSYS), allowing the investigation of optimal management of solar protection in order to reduce energy consumptions of tertiary buildings
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Pascot, Caroline. "Analyse électro-thermique multi-échelles des supercondensateurs au carbone pour le stockage de l'énergie." Nantes, 2009. http://www.theses.fr/2009NANT2077.
Full textAbstract:
Ces travaux concernent l'analyse électro-thermique des supercondensateurs au carbone utilisés pour le stockage d'énergie électrique dans le domaine du transport. La dissipation d'énergie produite lors de la charge et de la décharge de ces systèmes est à l'origine d'une élévation de la température de fonctionnement qui limite les performances et la sécurité. Cette étude a conduit à l'élaboration de modèles décrivant les processus de diffusion de charges et de chaleur au sein de structures poreuses imprégnées d'électrolyte. Plusieurs échelles ont été considérées : celle des matériaux de cellules élémentaires et celle d'éléments formés de l'assemblage de cellules. Un dispositif calorimétrique original a par ailleurs été développé afin de déterminer la puissance dissipée par des cellules sous cyclage. Différentes résistances électriques, à l'origine des échauffements observés, ont pu être identifiées en fonction de la vitesse de charge, de la fréquence du cyclage et de la température. Ceci a permis d'établir une loi donnant les puissances et les rendements énergétiques en fonction des caractéristiques des matériaux et de l'électrolyte. De surcroît, des simulations réalisées sur des éléments de supercondensateurs ont permis de mettre en évidence qu'une hétérogénéité thermique pouvait être à l'origine d'une répartition de charges non uniforme. Des circuits thermiques équivalents, caractéristiques d'éléments de supercondensateurs, ont été par ailleurs conçus. Ces circuits permettent d'effectuer des analyses électro-thermiques à l'échelle de modules que les approches numériques classiques ne permettent pas de réaliserThis work deals with electro-thermal analysis of supercapacitors for energy storage applications. Nowadays, there is a demand for producing cells offering suitable performance at high charge rates over a wide temperature range and power dissipation remains one of the key factors affecting safety and reliability. Electro thermal investigations have been performed on carbon supercapacitor cells and devices both by measurements and modelling. A calorimetric technique was developed for measuring the power dissipated by unit cells under cycling by analysing transient temperature change. Power density was found as a function of the charge rate over a wide current range for different temperature. Results were compared with estimations obtained with AC-DC impedance techniques and potential cell properties. Different electro thermal modelling strategies were developed both for cells and complex devices. Thermal circuits have been especially constructed for analysing electrothermal coupled problems. Finally, the experimental and modelling approaches contribute to a better understanding of electro thermal performance of supercapacitors
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Bancora, Simone. "Characterization of fabric layups by pressure print analysis and simulation of dual-scale flow based on topological skeletonization : application to composite materials processing." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2021. http://www.theses.fr/2021ECDN0049.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous nous intéressons aux préformes fibreuses dans le cadre du procédé Resin Transfer Moulding (RTM). L'objectif de la thèse est double : proposer une nouvelle méthodologie pour obtenir des données géométriques à la mésoéchelle des préformes et fournir un nouveau modèle numérique capable de prédire la perméabilité ou d'effectuer des simulations d’écoulement efficaces à la méso-échelle. Dans la première partie, l'accent est mis sur l'acquisition de données géométriques : nous proposons une nouvelle méthodologie basée sur l'analyse du champ de pression supporté par une préforme sèche sous compactage. Un film sensible à la pression mesure le champ de pression par un empilement de plis contre les parois du moule. Profitant de l’architecture périodique des textiles, les empreintes révélées par le champ de pression sont interprétées par analyse spectrale de Moiré pour mesurer l'orientation et la distribution spatiale de chaque couche dans l’empilement. Dans la seconde partie, le modèle numérique de la préforme est utilisé pour effectuer des simulations numériques d'écoulement à l'échelle des fils, afin d’en caractériser la perméabilité ou d’effectuer directement des simulations de remplissage. La géométrie 3D de l’empilement est remplacée par un squelette préservant les propriétés topologiques nécessaires à la résolution numérique du problème d'écoulement bidimensionnel, réduisant considérablement le coût de calcul par rapport à une approche 3D complète. Ce modèle de réduction du volume poreux en squelette est d'abord formulé dans sa version simple échelle (écoulement inter-mèche), puis étendu en double échelle (écoulement inter- et intra-mèche). Le potentiel du modèle est illustré à travers plusieurs cas tests. Cette recherche propose une méthodologie allant de l'acquisition de données géométriques à la simulation numérique double-échelle de l'écoulement au sein dans un empilement de tissusIn this work, we study continuous fiber preforms in the context of Resin Transfer Moulding (RTM) processes. The aim of the thesis is two-fold: propose a new methodology to obtain mesoscale geometrical data from preforms and provide a new numerical model able to predict permeability or perform mesoscale filling simulations in a computationally efficient way. In the first part, the focus is on the acquisition of geometrical data from preforms: we propose a novel methodology based on the analysis of the pressure field experienced by a dry preform under compaction. By using a commercial pressure-sensitive film, the pressure field exerted by a stack of layers against mould walls is captured and analyzed. Taking advantage of the periodic morphology of textiles, geometric patterns revealed by the pressure field are interpreted according to spectral Moiré analysis to recover the orientation and spatial distribution of each individual layer in the stack. In the second part, the reconstructed digital architecture of the preform is used to carry out numerical flow simulations at the scale of the yarns, to characterize permeability of the stack or directly perform filling simulations. The stack geometry is replaced by a skeletonized representation of the same, on which a two-dimensional flow problem can be solved numerically, greatly reducing the computational cost when compared to a full 3D approach. This “medial skeleton” model is first formulated in its single-scale version (flow in channels) and then extended to dual-scale (flow in channels and yarns). The model potential is illustrated through several test cases. This research establishes a pathway going from the non-destructive acquisition of data to the simulation of the dual-scale flow inside a multi-layer layup of textiles
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Scheibert, Julien. "Mécanique du contact aux échelles mésoscopiques." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00172935.
Full textAbstract:
Deux méthodes expérimentales ont été développées pour mesurer, pour une interface multi-contacts élastomère / verre, les champs mécaniques en volume (micro-capteur de force MEMS noyé sous le film élastique) et à l'interface (imagerie de contact par transmission), résolus spatialement à une échelle intermédiaire entre celle du contact apparent et celle des micro-contacts.La mesure MEMS a permis d'obtenir les champs de contrainte sous charge normale et en glissement stationnaire, en très bon accord avec des modèles mécaniques simples. Pour des substrats de rugosité périodique le lien entre spectre des contraintes et topographie de surface a pu être interprété en termes de filtrage spectral, pertinent pour comprendre la perception tactile.
La mesure optique a permis, en analysant la répartition spatiale de l'intensité, d'obtenir le champ de pression de surface. Sa dépendance avec les propriétés de la couche rugueuse a été confrontée au modèle de Greenwood-Tripp. Par suivi des aspérités, le champ de déplacement a été mesuré avec une résolution sub-micronique et a mis en évidence la coexistence de zones glissantes et adhérentes prédite par Cattaneo et Mindlin.
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Moumni, Mohammed. "Sur quelques modèles mathématiques issus du micromagnétisme." Thesis, La Rochelle, 2017. http://www.theses.fr/2017LAROS004/document.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée à l'étude de quelques problèmes mathématiques issus du micromagnétisme. Le but est d'analyser le comportement des modèles en fonction de différents paramètres physiques, dont les fines variations sont parfois difficilement mesurables. Nous adoptons des approches numériques, asymptotiques ou d'homogénéisation. Les modèles considérés reposent sur l'utilisation de l'équation de Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG) décrivant l'évolution du champ d'aimantation dans un matériau ferromagnétique. Nous rappelons d'abord quelques notions importantes en ferromagnétisme. Ensuite, nous menons une étude numérique d'un modèle de la dynamique d'aimantation avec effets d'inertie. Nous proposons un schéma aux différences finies semi-implicite qui respecte de façon intrinsèque les propriétés du modèle continu. Des simulations numériques sont réalisées pour cerner l'effet du paramètre d'inertie. Ces simulations montrent aussi la performance du schéma et confirment l'ordre de convergence obtenu théoriquement. Nous étudions ensuite un modèle de la dynamique de l'aimantation avec amortissement non local. La sensibilité de la dynamique d'aimantation au paramètre d'amortissement est étudiée en donnant le problème limite pour de petites et de grandes valeurs du paramètre. Enfin, nous étudions l'homogénéisation de l'équation LLG dans deux types de matériau, à savoir les composites présentant un fort contraste des propriétés magnétiques et les matériaux périodiquement perforés avec énergie d'anisotropie de surface. Des modèles homogénéisés sont d'abord obtenus formellement puis une dérivation rigoureuse est établie en se basant principalement sur les concepts de la convergence à double échelle et de la convergence à double échelle en surface. Pour traiter les non-linéarités, nous introduisons une nouvelle méthode basée sur le couplage d'un opérateur de dilatation calibré sur les contrastes d'échelle et d'un outil de réduction de dimension, par construction de grilles emboitées adaptées à la géométrie du domaine microscopiqueThis thesis is devoted to the study of some mathematical problems arising in micromagnetism. The models considered here are based on the Landau-Lifshitz-Gilbert equation (LLG) describing the evolution of the magnetization field in a ferromagnetic material. Our aim is the analysis of the behavior of the models regarding the slight variations of some physical parameters. We first recall some important notions about ferromagnetism. Then, we carry out a numerical study of a model of magnetization dynamics with inertial effects. We propose a semi-implicit finite difference scheme which intrinsically respects the properties of the continuous model. Numerical simulations are provided for emphasizing the effect of the inertia parameter. These simulations also show the performance of the scheme and confirm the order of convergence obtained theoretically. We then study a model of magnetization dynamics with a non-local damping. The sensitivity of the magnetization dynamics to the damping coefficient is studied by giving the limiting problem for small and large values of the parameter. Finally, we study the homogenization of the LLG equation in two types of structures, namely a composite material with strongly contrasted magnetic properties, and a periodically perforated material with surface anisotropy energy. The homogenized models are first obtained formally. The rigorous derivation is then performed using mainly the concepts of two-scale convergence, two-scale convergence on surfaces together with a new homogenization procedure for handling with the nonlinear terms. More precisely, an appropriate dilation operator is applied in a embedded cells network, the network being constrained by the microscopic geometry
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Chiaruttini, Vincent. "Approches multi-échelles parallèles en temps pour la simulation des milieux poreux." Paris 6, 2005. http://www.theses.fr/2005PA066574.
Full text
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Hairaye, Camille. "Fonctionnalisation de surfaces par microstructuration laser." Thesis, Strasbourg, 2017. http://www.theses.fr/2017STRAD013/document.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur la fonctionnalisation de surface par microstructuration laser. L’étude expérimentale a consisté à texturer des surfaces d’acier inoxydable avec une source laser impulsionnelle à fibre dopée Yb (1030 nm, 300 fs), dans le but de contrôler leur mouillabilité et de les rendre superhydrophobes. Par une optimisation des conditions d’irradiation, il est possible de conférer à la surface une structuration à double échelle de rugosité. Des structures d’une dizaine de micromètres sont réalisées par ablations successives selon un motif de lignes croisées, sur lesquelles se forment des nanostructures auto-organisées. La simulation du couplage de l’énergie dans la cible a permis de déterminer les paramètres opératoires pour limiter l’accumulation thermique en surface. L’étude fait clairement apparaître le rôle de la texturation dans l’apparition du caractère superhydrophobe de la surface, tout en soulignant l’influence des propriétés physico-chimiques du matériauThis PhD thesis is about surface functionalization by laser microstructuring. The experimental study consists in texturing stainless steel surfaces with a pulsed Yb fibre laser source (1030 nm, 300 fs), in order to control their wettability and confer to them superhydrophobic properties. With an optimization of the irradiating conditions on the target, it is possible to confer to the surface a dual-scale roughness. By successive ablations according to a pattern of crossed lines, microstructures in the range of tens of micrometres are realized, on which self-organized nanostructures are superimposed. Simulation of the energy coupling in the material allows to determine the process parameters to be used, in order to limit the thermal accumulation and avoid the melting of the surface. This study reveals the role of the laser texturing in the apparition of the superhydrophobic character and emphasizes the influence of the physicochemical properties of the material
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Tabacchi, Eric. "Variabilité des peuplements riverains de l'Adour. Influence de la dynamique fluviale à differentes échelles d'espace et de temps." Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30002.
Full textAbstract:
Les mecanismes d'occupation des interfaces terre/eau de deux stations de l'adour par les organismes ont ete etudies a diverses echelles de temps et d'espace. La vegetation a decrit la dynamique du corridor riverain, la faune interstitielle, la dynamique de colonisation de la zone de marnage d'une graviere. L'impact des crues catastrophiques sur la structure du corridor vegetal de bernede sur 40 ans est moindre que celui des crues mineures. L'evolution globale du paysage est reguliere alors qu'une forte heterogeneite apparait a l'echelle locale, suggerant un controle par des niveaux hierarchiques inferieurs. La richesse de la mosaique resultante (702 especes, 45 communautes) est renforcee par les relations de proximite. Sous le controle de la dynamique fluviale, la distribution des especes s'organise selon l'evolution de series et l'hygrometrie locale. Vulnerables aux invasions, les interfaces terre/eau participent a la restauration des milieux perturbes et a l'orientation des series evolutives et controlent les transferts d'organismes entre milieux voisins. Les especes en place montrent une forte plasticite dans leur strategie de colonisation. Leur reponse rapide aux changements interannuels en font des marqueurs des modifications hydroclimatiques. La forte heterogeneite du peuplement animal interstitiel d'aureillan induit une richesse exceptionnelle (480 especes sur une saison) qui exprime la vigueur des migrations entre milieux adjacents etudiees entre +20 et 80 cm dans le substrat. Participent aussi a la mise en place de strategies migratoires variees: cycles biologiques, competitions inter-et intraspecifique, capacites physiologiques, sous la dependance des probabilites de realisations des evenements contraignants. Les processus hydrologiques sont largement impliques dans la structuration, la dynamique et les echanges des peuplements riverains. Periodiques ou stochastiques, ils contribuent a diversifier les strategies d'occupation de l'espace depuis l'element de paysage jusqu'a l'individu
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Capra, Hervé. "Amélioration des modèles prédictifs d'habitat de la truite Fario : échelles d'échantillonnage : intégration des chroniques hydrologiques." Lyon 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LYO10306.
Full textAbstract:
Notre objectif, en vue d'accroître la pertinence des simulations des relations habitat/poisson, était : de mettre au point un nouveau type de modèle biologique ; de corréler la variabilité temporelle de l'habitat et la dynamique des populations de poisson. Modélisation des relations habitat-truite à l'échelle locale. Nous avons choisi d'échantillonner l'ambiance hydraulique utilisée par un ou plusieurs poissons pour réaliser une fonction vitale. Cette nouvelle échelle spatiale, l'ambiance, est intermédiaire entre le micro habitat et le facies morphodynamique dans la hiérarchie des échelles d'habitat. 1 le protocole d'échantillonnage par ambiance fournit des données dont la représentativité est aussi bonne que les méthodes les mieux adaptées pour l'échantillonnage des conditions physiques (mesures aléatoires) ou des populations de truite (pêche avec plusieurs passages successifs). 2 en ce qui concerne le pouvoir prédictif, il s'est avère que l'analyse multivariée des données obtenues par ambiance était la méthode la mieux transférable d'un site a l'autre. Une analyse plus poussée a démontré qu'une régression multiple avec conservation de la variabilité des paramètres physiques mesures permettait une prédiction stable et robuste de la densité de truite par ambiance. Prise en compte de la dimension temporelle de l'habitat. L'objectif principal de cette étude était de rechercher les phases limitantes de l'habitat physique pour différents stades de développement de la truite. Il résulte en fait de la nécessite de passer de prédictions statiques à des prédictions dynamiques de la capacité d'accueil d'un cours d'eau, en leur insufflant une dimension temporelle, pour rechercher des corrélations entre des variations de l'habitat disponible et la dynamique des populations de poisson. 1 l'outil principal développé permet d'extraire d'une chronique d'habitat des durées continues (en jour) pendant lesquelles la quantité d'habitat favorable disponible dans le cours d'eau est inférieure à un seuil défini empiriquement. De ce fait, ces durées ont été baptisées: durées continues d'habitat limitant (DCHL). 2 des DCHL longues (> 50 jours) pendant les étiages estivaux limitent l'effectif des truites adultes, et que des conditions d'habitat défavorables pendant la période de post-émergence limitent l'effectif des jeunes de l'année. Ces deux stades de développement et par conséquent les deux périodes correspondantes du cycle de développement sont les plus sensibles aux conditions d'habitat défavorables. Cette étude permet d'ajouter à la définition de seuils de débit, des durées relatives à ces seuils, qui déterminent la structure des populations de truite. De plus les périodes les plus sensibles du cycle de développement étant distinctes dans le temps, la notion de régime réserve devrait maintenant se substituer à celle de débit réserve. Dans cette optique, l'étude de cours d'eau de référence apparaît incontournable pour pouvoir mesurer l'impact réel d'une dégradation du milieu, car ils représentent des situations repères correspondant aux potentialités intrinsèques des différents types de milieu
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Hajj, Bassam. "Imagerie électro-optique Pockels aux échelles micro et nanométriques en physique et biophysique." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00562142.
Full textAbstract:
Le but de ce mémoire est de valider la microscopie électro-optique Pockels comme méthode de mesure et de cartographie de champ électrique aux échelles micro et nanométriques. Une première partie est dédiée à la description de l'instrumentation d'imagerie mise en jeu. Nous développons ensuite son application en physique et biophysique. Une étude de couches minces monocristallines de 2-methyl-4-nitroaniline (MNA) a permis de sonder localement la variation de champ électrique appliqué, mais aussi d'étudier l'orientation des axes optiques de ce cristal dans l'espace. A l'échelle sub-longueur d'onde nous avons pu isoler la modulation électro-optique de la diffusion de lumière associée à une nanoparticule isolée de KTiOPO4 (KTP) d'une taille de 150nm. La dépendance polaire du signal Pockels sur la polarisation lumineuse incidente a permis de prédire l'orientation de la maille cristalline du KTP dans l'espace. De telles sondes de champs électriques nanométriques peuvent avoir de nombreuses applications en nano-photonique. Dans le cas d'entité biologiques comme des neurones, la propagation de l'information est assurée par celle d'un champ électrique dans les membranes plasmiques. Dans une première étape, nous nous sommes intéressés à l'étude de bicouches artificielles dopées par un colorant non-linéaire, le DI-8-ANEPPS. Un signal électro-optique Pockels y a été mesuré pour la première fois. La caractérisation de l'insertion du colorant dans la membrane a été aussi discutée. La grande sensibilité à la mesure d'un champ électrique assurée par l'interféromètre permet d'envisager des possibilités d'applications dans des cellules vivantes. Des expériences menées sur des cellules de type PC12 ont montré l'existence d'un signal optique qui est associé à la distribution spatiale du champ électrique. L'ensemble de ces travaux montrent que la microscopie électro-optique s'avère constituer un outil important pour la physique et biophysique.
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Vallejo, Castaneda Emmanuel. "Contribution à l'étude de l'ordre de spins, de charge et effets structuraux dans le modèle de double-échange : chaîne linéaire, échelles de spins et manganites." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00086637.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est de contribuer à l'étude de l'ordre de spins classiques localisés couplés à des électrons itinérants par un modèle de double échange de Zener. La tendance au ferromagnétisme due au mouvement électronique est contrecarrée par la compétition avec des interactions de super-échange antiferromagnétiques, ce qui conduit à une variété de structures magnétiques complexes. Nous étudions tout d'abord le modèle à une dimension en fonction de la densité électronique, et montrons qu'une phase de « polarons » ferromagnétiques, chaque polaron contenant seulement trois spins, existe dans une grande partie du diagramme de phase même à faible densité. La tendance vers une séparation de phases est étudiée en détail. Dans une deuxième partie nous considérons l'ordre de spins dans les échelles de spins à trois montants présentes dans la structure de la ludwigite de Fe : Fe(3)O(2)BO(3). Nous examinons la relation entre l'ordre magnétique, l'ordre de charge et l'instabilité structurale observée dans ce système. Finalement, nous abordons la controverse entre l'ordre de charge et l'ordre de « polarons de Zener » dans la manganite La(0.5)Ca(0.5)MnO(3). Nous montrons que ces deux types d'ordre sont exclusifs, sauf pour une gamme extrêmement réduite des paramètres.
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Tran, Ngoc Tien Dung. "Transport de solutés dans un milieu à double-porosité non saturé. Modélisation par homogénéisation et applications." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00327123.
Full textAbstract:
Cette thèse présente le développement des modèles du transport de solutés dans un milieu à double-porosité non saturé, en utilisant la méthode d'homogénéisation asymptotique. Les modèles macroscopiques concernent les phénomènes de diffusion, diffusion-convection et dispersion-convection, selon les nombres adimensionnels caractérisant le régime du transport. Les modèles consistent en deux équations couplées, traduisant le non-équilibre local des concentrations. L'implémentation numérique des modèles à double-porosité est réalisée à l'aide du code COMSOL Multiphysics et confrontée avec la solution du même problème à l'échelle fine. Cette implémentation permet de résoudre de manière couplée l'équation de la concentration dans la macro-porosité et celle dans la micro-porosité (calculs à deux échelles). Les calculs du tenseur de dispersion ont été également réalisés. La dispersivité calculée à partir du coefficient de dispersion met en évidence l'influence du degré de saturation, des propriétés physiques du domaine de la macro-porosité et de la structure interne du milieu à double-porosité. Deux séries d'expériences ont été effectuées sur le modèle physique à double-porosité, constitué de billes d'argile solidifiée, distribuées périodiquement dans le sable d'Hostun HN38. La première série a concerné la validation du modèle de l'écoulement non saturé par des expériences du drainage. La deuxième série a été dédiée aux expériences de dispersion en régime permanent d'écoulement non saturé (teneur en eau mesurée par rayonnement gamma). La comparaison entre les simulations numériques et les observations montre un très bon accord. Ceci permet de valider les modèles développés.
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Maasri, Alain. "Impact de l'enrichissement des eaux sur le peuplement d'invertébrés benthiques : approche multi-échelles des relations trophiques structurant la communauté de chironomidae (diptera : nematocera) rhéophiles." Aix-Marseille 3, 2007. http://www.theses.fr/2007AIX30031.
Full textAbstract:
L'étude des biocénoses aquatiques de l'Arc, rivière méditerranéenne soumise à de forts taux d'enrichissement, a permis de qualifier l'impact que peut avoir ce dernier sur la structure et le fonctionnement trophique de tels écosystèmes. Les communautés d'algues, de l'ensemble des macroinvertébrés benthiques et de Chironomidae ont été étudiées à différentes échelles spatiales. Une première étude des macroinvertébrés à l'échelle du bassin versant a permis d'évaluer le potentiel des affluents dans la préservation de la biodiversité des macroinvertébrés. Ensuite, une étude menée sur les exuvies de Chironomidae le long d'un gradient d'enrichissement a montré l'effet de l'enrichissement sur la structure taxinomique et trophique des communautés de Chironomidae. Plus localement, l'étude de l'assemblage de Chironomidae rhéophiles et de l'épilithon a permis de mettre en relation les changements survenus au niveau de l'assemblage d'algues avec les changements au niveau des communautés larvaires de Chironomidae racleurs. En dernier, l'étude du régime alimentaire d'Eukiefferiella claripennis (taxon dominant dans cette étude) a apporté des informations complémentaires sur le comportement alimentaire d'un taxon opportuniste. Ainsi, le couplage de toutes ces approches a permis de construire la cascade d'impacts de l'enrichissement sur les réseaux trophiques, depuis les producteurs autotrophes jusqu'aux communautés d'invertébrés benthiquesThe aquatic biocenoses of the Arc stream, a coastal Mediterranean stream, were investigated to assess the impact of the water enrichment on the communities'trophic and taxonomic structures. The benthic macroinvertebrates communities, the chironomid communities and the epilithon were studied for this purpose. At first, the acroinvertebrates communities were studied in the main stem and in different pristine tributaries to consider the role of these tributaries in the maintenance of the macroinvertebrates biodiversity at the catchment scale. Then the chironomid communities were investigated using the pupal exuviae assemblages to assess changes in the chironomid communities' trophic and taxonomic structures along a water enrichment gradient. At the riffle scale, correlations were found between the epilithic algal structure and the chironomid larvae distribution; and the guts content analysis of Eukiefferiella claripennis revealed the foraging behaviour of such opportunistic taxa and helped to understand how this taxa spread under such conditions. All these approaches allowed us to assemble clues for understanding changes occurring in such enriched streams at different scales, going from the epilithic algae to the whole macroinvertebrate community
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Blanck, Aurélie. "Variabilité des traits d'histoire de vie de poissons d'eau douce Européens à différentes échelles spatiales et niveaux biologiques : (population et espèce)." Lyon 1, 2007. http://www.theses.fr/2007LYO10071.
Full textAbstract:
Un objectif récurrent en écologie concerne la connaissance des traits d’histoire de vie et de leur variabilité. En eau douce, les contraintes environnementales sont omniprésentes pour les poissons et jouent un rôle important dans la variabilité des traits d’histoire de vie des organismes. Dans ce cadre, l’objectif principal de cette thèse consiste à étudier les liens entre les traits des poissons d’eau douce européens et l’environnement en privilégient une approche à plusieurs niveaux biologiques (population et espèce) et échelles spatiales (continentale, régionale et locale). Grâce à une importante somme de données biologiques et environnementales acquises à la fois par une vaste recherche bibliographique à l’échelle de l’Europe et un important travail de terrain sur le bassin Rhodanien, ce travail illustre (1) un effet de la température à l’échelle continentale et régionale sur plusieurs traits de populations, qui ne se confirme cependant pas pour toutes les espèces et (2) un effet très faible de l’hydraulique à l’échelle continentale et régionale sur les traits des populations. A l’opposé, au niveau de l’espèce, les relations entre les traits et l’hydraulique semblent prédominer sur les relations entre les traits et la température. L’hydraulique à l’échelle du micro-habitat joue un rôle d’ "habitat template" pour les stratégies des espèces, les milieux peu profonds et rapides sélectionnant les espèces à stratégie démographique opportuniste. La comparaison entre la variabilité intraspécifique et la variabilité interspécifique des traits illustre la pertinence d’utiliser dans les approches comparatives interspécifiques et inter-communautés des traits d’espèces mesurés à l’échelle régionale et des traits d’espèces issus de la littérature comme la fécondité et les traits liés à la taille, et cela malgré leur variabilité intraspécifique. En intégrant la variabilité de nombreux traits à plusieurs niveaux biologiques et échelles spatiales, ma thèse apporte des éléments de réflexion aux écologues de différentes disciplines telles que la dynamique et la biologie des populations, la biologie des espèces, l’écologie des communautés et l’écologie évolutiveThe objective of improving understanding of life-history traits of organisms and their variation is recurrent in ecology. It is now widely accepted that environmental constraints in freshwaters play a key role in life-history trait variations in fish. In this context, this work aims to study the relationships between life-history traits of European freshwater fish and their environment focusing on different biological levels (population and species) and different spatial scales (continental, regional and local scales). Using biological and environmental data from published sources at the European scale and from field work in the Rhone river basin, this work illustrates (1) the effect of temperature at the continental and regional scales on several population traits, that are not confirmed for all species and (2) the weak effect of hydraulics at the continental and regional scales on population traits. By contrast, this work identifies more important relationships between hydraulics and traits than between temperature and traits at the species level. Microhabitat hydraulics seems to provide a template for species ecological strategies with fast-flowing and shallow microhabitats (riffles) selecting opportunistic species. The comparison between the intraspecific variation in traits and the interspecific variation in traits illustrates the relevance of using traits estimated at the species level and at the regional scale, and traits such as fecundity and traits associated with body size estimated at the species level from literature, in interspecific and inter-communities comparative approaches. By integrating variation of multiple traits in different biological levels and at different spatial scales, my thesis provides interesting elements for ecologists of different disciplines such as population biology and dynamics, species biology, community ecology and evolutionary ecology
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Quenta, Herrera Estefania. "Structure multi-échelles de la biodiversité aquatique d'écosystèmes alpins sous l'influence du changement climatique." Thesis, Tours, 2017. http://www.theses.fr/2017TOUR4015/document.
Full textAbstract:
En combinant des approches empiriques et expérimentales, nous avons évalué les effets de trois composantes du changement climatique sur la biodiversité aquatique alpine: le recouvrement glaciaire, le gradient altitudinal et la température de l'eau. Nous avons montré que: 1) Les niveaux intermédiaires de recouvrement glaciaire génèrent une hétérogénéité environnementale élevée associée à une plus grande diversité locale du zooplancton. 13% de la diversité régionale est limitée aux tourbières aux bassins fortement englacés, et pourrait être amenée à disparaître avec le réchauffement. 2) Les filtres environnementaux et spatiaux impactent fortement la structuration des communautés de zooplancton, avec une influence probable des évènements stochastiques (sécheresse, inondation). 3) La température de l'eau n'a que peu d'influence sur les interactions prédateurs (Anax imperator)- proies (Daphnia magna), la probabilité de capture des proies semblant dépendre principalement de la précision du prédateur. Ce travail suggère une structuration multiéchelle des potentiels effets du changement climatique sur la biodiversité aquatique alpineUsing empirical and experimental approaches, we assessed the effects of three components of climate change on alpine aquatic diversity: glacier’ influence, elevation, and temperature. We found that: 1) intermediate levels of glacial influence on peatland’s catchment resulted in a high environmental heterogeneity and high local zooplankton diversity. Thirteen percent of the total regional aquatic diversity was restricted to peatlands with a high percentage of glacial influence. This diversity might be lost in a context of glacial retreat and a future increasing warming. 2) environmental and spatial filters contributed significantly to the zooplankton community structure at higher spatial scales and the important role of the environmental filter at small spatial scale, likely influenced by disturbance events (e.g. droughts and floods) 3) water temperature did not influence on the prey-predation interaction between Anax imperator and Daphnia magna, and the predator’s capture probability mainly depended on the precision of the predator in capturing the prey. This work suggests that there is a multi-scale structure of the potential effects of climate change on alpine aquatic diversity
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Plichard, Laura. "Modélisation multi-échelles de la sélection de l’habitat hydraulique des poissons de rivière." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSE1284/document.
Full textAbstract:
Le concept d’habitat, qui définit le lieu de vie des organismes par des conditions abiotiques et biotiques, est déterminant pour étudier les relations entre les organismes et leur environnement. La sélection d’habitat est le processus à travers lequel l’organisme va choisir l’habitat où il se trouve en fonction des différents habitats disponibles autour de lui. Cette sélection va dépendre d’un choix individuel, qui est propre à l’organisme (ex. son comportement), et d’un choix commun, qui est observable chez des organismes qui partagent des traits communs (ex. les individus d’une même espèce). Les modèles spécifiques de sélection d’habitat cherchent à expliquer et prédire ce choix commun, et sont notamment utilisés pour les cours d’eau dans les outils d'aide à la définition de débits écologiques. Pour les poissons de rivière, la plupart des modèles spécifiques à l’échelle du microhabitat sont peu transférables à d’autres rivières. En effet, ils sont construits à partir de données d’abondance échantillonnées dans le même site pendant quelques campagnes. Afin d’améliorer la qualité prédictive de ces modèles, j’ai développé une approche prometteuse de modélisation multi-sites et multi-campagnes permettant à la fois de considérer la réponse non linéaire de la sélection et la surdispersion des données d’abondance. A partir de suivis individuels par télémétrie, j’ai montré la pertinence des modèles de sélection spécifiques malgré la forte variabilité individuelle observée. Finalement, la sélection d’habitat étant dépendante de processus structurant les communautés et agissant à l’échelle du paysage, telle que la dispersion des individus, j’ai mis en évidence l’intérêt d’utiliser des techniques légères d’échantillonnage comme les observations par plongée pour caractériser les structures des communautés et leurs répartitions spatiales. Ces techniques permettront alors d’étudier l’influence des processus du paysage sur les modèles de sélection d’habitatThe habitat concept, which defines the place where organisms live, is composed by abiotic and biotic conditions and differs for examples between species or activities. The habitat selection is the process where organisms choose the habitat to live in function of all habitats available around them. This habitat selection depends on an individual choice related to the organism, for example its behavior and a common choice related to organisms sharing common traits as individuals from the same species. Specific habitat selection models are developed to understand and represent this common choice and used to build ecological flow tools. For freshwater fish, most of specific habitat selection models have low transferability between reaches and rivers. Indeed, they are built from abundance data and sampled in the same study reach during few numbers of surveys. In order to improve predictive quality of models, I developed an attractive modelling approach, both multi-reach and multi-survey, involving the non-linear response of habitat selection and abundance data overdispersion. Then, despite the high individual variability of habitat selection, I showed, from telemetry data, the relevance of developing specific habitat selection models. Finally, as the habitat selection is also depending on processes which influence community structures at the landscape scale (e.g. dispersal), I demonstrate the benefits of sampling methods such as snorkeling to characterize community structures and their longitudinal distributions at a large spatial scale. These techniques will allow studying the influence of landscape processes on habitat selection models
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Challouf, Mounir. "Caractérisation interférométrique de la relation brillance de surface-couleur des binaires à éclipse et étalonnage des échelles de distance dans l'univers." Thesis, Nice, 2015. http://www.theses.fr/2015NICE4023/document.
Full textAbstract:
La mesure des distances aux galaxies proches de notre Voie Lactée a révolutionné notre compréhension de l'échelle de distance et a fourni la preuve de l'expansion de l'univers. Notamment les distances aux Petit et Grand Nuages de Magellan sont deux échelons essentiels de l'échelle des distances cosmiques. De nombreuses méthodes indépendantes (comme celle des RR Lyrae, des Céphéides ou des étoiles Red clump) ont été utilisées pour déterminer ces distances. Le but de mon travail de thèse est d'améliorer notre compréhension de la relation BSC grâce à l'interférométrie optique. Pour cela, j'ai utilisé l'instrument VEGA installé sur l'interféromètre CHARA. Cet instrument fonctionne dans le visible et bénéficie de la plus longue base du monde. VEGA a une résolution spatiale de 0.3 mas, ce qui en fait un outil idéal pour une détermination précise des diamètres des étoiles. Dans un premier temps j'ai déterminé le diamètre de huit étoiles de type OBA avec une précision moyenne de 1.5%. Ensuite j'ai combiné ces diamètres avec d'autres mesures collectées dans la littérature pour ainsi donner une nouvelle relation BSC pour ce type d'étoiles. Dans un second temps, une étude théorique de l'impact de rotation sur la relation BSC a été faite pour comprendre les effets physiques influant sur la précision de cette relation de manière à compenser la dispersion existant actuellement et ce dans le but d'améliorer encore la précision sur les distances extragalactiquesMeasuring distances separating our own Galaxy from nearby ones revolutionized our understanding of the distance scale and provided the evidence for the expansion of the universe. The distances to the Small and Large Magellanic Clouds are critical steps of the cosmic distance ladder, and they have been determined using numerous independent methods (as, RR Lyrae stars, Cepheids and "red clump" stars). The aim of my thesis work is to improve our understanding of the Surface Brightness-Color relation (SBC) using optical interferometry. For this, we use the interferometer VEGA on CHARA. This instrument operates in the visible and benefits from the baselines of the CHARA interferometer. It has a spatial resolution of 0.3 mas, which makes it an ideal tool to determine diameters of stars. At first I determined the diameter of eight OBA-type stars with an average accuracy of 1.5%. Then I combined these diameters with others collected from the literature, to determine a new SBC relation for this type of stars. In a second step, a theoretical study of the impact of the rotation on the SBC relation was made to understand the physical effects affecting the accuracy of this relation and suppress the currently existing dispersion in order to further improve the accuracy of extragalactic distances
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Houndegnonto, Odilon Joël. "Analyse des variations thermohalines des échelles intrasaisonnière à saisonnière des panaches d'eau douce du Golfe de Guinée." Thesis, Brest, 2021. http://www.theses.fr/2021BRES0105.
Full textAbstract:
Dans le Golfe de Guinée (GG), les masses d’eau douce provenant des décharges des fleuves et les taux de précipitations élevés contribuent à la stratification en densité de la couche superficielle océanique, et jouent un rôle clé dans la modulation des interactions air-mer. Cependant, les variations thermohalines des couches superficielles au sein des panaches d’eau douce du GG sont encore mal connues, car très peu observées et documentées. L’objectif principal de cette thèse est donc d’étudier et de documenter la variabilité spatiale à mésoéchelle horizontale (10-100 km) et verticale (0-100m), intra-saisonnière à saisonnière de la structure 3D thermohaline dans les panaches d’eau douce du GG, et notamment les panaches des fleuves Congo et Niger. Tout d’abord, à l’aide des données d’observations satellite SSS SMOS, notre étude a montré que les panaches d’eau douce dans cette région s’étendent vers l’océan du large suivant deux régimes de propagation. Durant la période de septembre à janvier, ils se propagent vers le large en direction Nord-Ouest tandis que de janvier à avril, ils se redirigent vers le Sud-Ouest, où leur extension maximale est observée en avril. Le reste de l’année, de mai à août, est marqué par un épisode de salinisation de surface, où les panaches d’eau douce se dissipent avec une extension minimale observée en août. L’analyse du bilan de salinité dans la couche mélangée de surface a permis de mettre en évidence les principaux processus physiques contrôlant la variabilité saisonnière de la salinité au sein de ces panaches d’eau douce. Ce diagnostic a montré que les processus d’advection horizontale et les flux d’eau douce associés aux précipitations et aux décharges des fleuves expliquent principalement de la distribution offshore des masses d’eau de faible salinité dans cette région. Dans le panache du Congo en particulier, l’advection horizontale de salinité est principalement expliquée par la dérive d’Ekman du vent de surface. Ensuite, nous avons montré que la distribution offshore du panache du Congo aux échelles intra-saisonnières est associée à des couches de barrière de sel d’une part, et à des profils verticaux de densité en marches d’escalier d’autre part. Dans une étude de cas (au 31/03/216), nous avons montré que la stratification thermohaline en marches d’escalier observée, résulterait de la dynamique de cisaillement entre le flux d’Ekman de surface associée à la distribution offshore (Nord-Ouest) du panache du Congo, et le flux géostrophique (Sud-Est) associé aux masses d’eau de subsurface de l’océan ouvert à l’Ouest, plus denses et plus salées. Enfin, à partir d’une approche lagrangienne, nous avons mis en évidence l’origine et la structuration à grande échelle des masses d’eau impliquées dans la forte stratification haline observée au large du Congo. Cette étude a montré le fort cisaillement des courants à l’oeuvre au niveau des gradients halins au sein de la colonne d’eau associée à ces profilsIn the Gulf of Guinea (GG), freshwater originated from river discharges and high precipitation rates contribute to the upper ocean density stratification, and play a key role in modulating air-sea interactions. However, the thermohaline variations of the ocean upper layers within the freshwater plumes in the GG are still poorly known, as they are poorly observed and documented. The main objective of this thesis is therefore to study and document the spatial variability at horizontal mesoscale (10-100 km) and vertical (0-100m), from intra-seasonal to seasonal time scales of the thermohaline 3D structure in the freshwater plume areas of the GG: mainly the Congo and Niger Rivers plumes. First, using SSS SMOS satellite data, our study showed that freshwater plumes in this region extend towards the open ocean following two propagation regimes. During September to January, they propagate northwestward while from January to April they redirect to the southwest, where their maximum extension is observed in April. The rest of the year, from May to August, is marked by a surface salinization episode, where the freshwater plumes dissipate with a minimum extension observed in August. A salinity budget analysis in the surface mixed layer allowed highlighting the main physical processes controlling the seasonal variability of salinity within these freshwater plumes. We showed that horizontal advection processes and freshwater fluxes by precipitation and river discharges are the main contributors of low SSS distribution in this region. In the southeastern Gulf of Guinea, off Congo, the horizontal SSS advection is dominated by Ekman wind-driven currents. Second, we showed that the offshore distribution of the Congo plume on intra-seasonal time scales is associated with salt barrier layers and with thermohaline staircases profiles. In a case study (for 2016/03/31), we showed that the observed thermohaline staircases would result from the shear dynamics between the surface Ekman flow associated with the offshore (North-Westward) distribution of the Congo plume, and the geostrophic (South-Eastward) flow associated with the denser and saltier subsurface water masses of the open ocean to the west. Finally, using a Lagrangian approach, we have highlighted the origin and large-scale structuring of water masses involved in the strong haline stratification observed off Congo. This study showed the strong shear of the currents associated with the vertical salinity gradients within the water column associated with the staircases profiles
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Villeneuve, Bertrand. "Modèles multi-stress et multi-échelles de l’état écologique : vers une analyse du risque d’altération des cours d’eau et des bassins versants." Thesis, Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0229/document.
Full textAbstract:
Les cours d’eau et leurs bassins versants sont des systèmes complexes et en équilibre dynamique. Si l’on connait qualitativement assez bien la plupart des processus dont ils sont le siège (ex. transport de matière organique et de sédiments, transformation des litières, etc…), il est beaucoup plus difficile d’en avoir une représentation pertinente à la bonne maille compte tenu de l’emboitement d’échelles des processus, des déterminants terrestres agissant sur les milieux aquatiques et surtout des différents facteurs de stress qui s’y combinent. Nous avons mené une exploration dont le but était de rechercher les causes souvent multiples de dégradation de l’état écologique, d’en connaître l’étendue spatiale et la gravité, pour être en mesure de recommander des actions efficaces de restauration. Dans la première partie de cette thèse, nous avons développé des modèles explicatifs de l’état écologique à large échelle capables de donner des réponses applicables aux échelles de décision et de gestion, à savoir européenne, nationale et régionale avec comme objectif principal de comparer les relations entre les pressions combinées représentées par l’occupation du sol et l'état écologique des cours d’eau de quatre pays européens: la France, la Slovaquie, l'Estonie, et le Royaume-Uni (Angleterre et Pays de Galles). Cette étude a permis (i) d’établir une hiérarchie des catégories d’occupation du sol influant sur l'état écologique, en particulier l'agriculture et l'urbanisation, (ii) d’identifier des tendances régionales dans ces relations pression-impact et (iii) d’évaluer le poids relatif de la pression à l‘échelle du bassin et du corridor rivulaire, et l’effet tampon des zones rivulaires suivant la nature de leur couverture. Dans une deuxième partie, nous avons construit un corpus de modèles capables d’expliquer d’une part la variabilité des indices biologiques utilisés dans les réseaux et de prédire d’autre part l’état écologique des masses d’eau françaises non suivies par le réseau de contrôle et de surveillance (RCS). Cette étude a permis de montrer que : (i) le facteur le plus impactant pour l’état biologique qu’il soit mesuré à partir des macroinvertébrés, des poissons ou des diatomées était la physico-chimie, suivie de l’occupation du sol et de l’hydromorphologie et (ii) l’utilisation de ces trois types de pressions permettait de développer des modèles prédictifs de l’état biologique robustes et fiables. Dans une troisième partie, nous avons voulu tester si les relations entre les pressions à l'échelle locale et l'état écologique étaient hiérarchiquement influencées par la typologie régionale (basée sur les caractéristiques géographiques naturelles et les forces motrices). Ceci nous a permis de montrer que la prise en compte d’une typologie basée sur les forces motrices des bassins versants ne remettait pas en cause la hiérarchie des effets des pressions sur la biologie. Enfin, dans une quatrième et dernière partie, nous avons développé une approche nouvelle qui propose de prendre en compte les connaissances sur l’organisation des échelles et sur les liens entre pressions et état écologique, en construisant et en analysant un modèle structurel qui a permis de relier entre elles des variables latentes correspondant aux pressions d’occupation du sol, hydromorphologiques et physico-chimiques et d’analyser in fine leur effet sur l’état écologique mesuré ici à travers l’I2M2. Le développement de ce modèle a montré : (i) l’effet important de l’occupation du sol sur l’hydromorphologie et sur la physico-chimie et l’effet indirect qui en découle sur les macroinvertébrés, (ii) l’effet de l’hydromorphologie sur la mosaïque de substrats, la dynamique des nutriments et de la matière organique, impliquant un effet indirect majeur sur les macroinvertébrésThe rivers and their watersheds are complex systems in dynamic balance. If processes acting in stream are relatively well known (organic matter and sediment transport, litter degradation, etc ...), it is much more difficult to have a relevant representation of this functioning considering the hierarchy of scales, land determinants affecting aquatic environments and combined multiple stressors. We conducted an exploration whose purpose was to seek the multiple causes of degradation of the ecological status, to know the spatial extent and severity and to be able to recommend effective restoration actions. In the first part of the thesis, we developed large-scale models, based on existing data, to give answers applicable to the decision and management scales, i.e. European, national and regional. The main was to compare the relationships between the combined pressures represented by land cover and the ecological status of running waters in four European countries: France, Slovakia, Estonia, and UK (England and Wales). This first study allowed us i) to establish the hierarchy of the major influences that impact ecological status, particularly agriculture and urbanisation, ii) to identify regional patterns in these pressure-impact relationships and iii) to evaluate the relative weight of the pressures acting at the basin and riparian corridor scales, and the possible buffering effect of riparian land cover. In the second part of the thesis, we built a corpus of models capable of explaining the variability of the biological indices used in the survey network and also predict the ecological status of non-monitored water bodies in France. This permits to demonstrate that : (i) the parameters characterizing the load of nutrients and organic matter had a predominant effect on the three compartments, followed by land use and hydromorphology, (ii) it is possible to build models capable of predicting ecological status that are efficient and easily transferable, using data of different scales that influence the functioning of hydrosystems. In the third part, we tested if the relationships between local scale pressures and ecological status are hierarchically influenced by regional patterns (such as natural physiographic and/or driving forces). Introducing hierarchical factors in multi-stress models can lead to slight variations in responses of organisms to pressures according to their natural characteristics and their driving forces acting at catchment scale. And in the last part, the purpose of our approach was to take into account the nested scale organisation and the links between anthropogenic pressures and river ecological status by building - and analysing the results of - a model based on the PLS path modelling method. This method can be used to simultaneously analyse the effects of latent variables corresponding to land-use, hydromorphological and physico-chemical pressures on the ecological status of rivers, synthetically measured in this study by the macroinvertebrate-based French biotic index for wadeable rivers (I2M2). The development of this model should allow us to demonstrate : (i) the importance of land use effect exerted on both hydromorphology and physico-chemistry and their translation as an indirect effect on biological condition of streams, (ii) that hydromorphological alterations had an effect on substrates structure and nutrients and organic matter concentrations implying that hydromorphology has a major indirect effect on macroinverteb
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Pérez, Arroyo Carlos. "Large eddy simulations of a dual-stream jet with shockcells and noise emission analysis." Thesis, Toulouse, INPT, 2016. http://www.theses.fr/2016INPT0093/document.
Full textAbstract:
Cette thèse fait référence au bruit de choc généré par des jets sousdétendus simple ou en configuration co-axial. Le bruit de choc est généré par l'interaction entre les structures turbulentes de la couche de cisaillement et le réseaux de cellules de choc développé dans le cône potentiel du jet. Afin d'étudier le bruit choc, simulations à grandes échelles adaptés pour l'aéro-acoustique sont effectué avec des schémas d'ordre élevé qui permet une approche nondissipative et non-dispersive. Les résultats sont analysés et comparés avec des résultats expérimentaux. Notamment, une filtrage hydrodynamique et acoustique est réalisé dans le champ proche pour analyser les modes azimutaux acoustiques et hydrodynamiques. En outre, un analyse basé sur la transformé en ondelettes est mis en oeuvre pour identifier les caractéristiques acoustiques et hydrodynamiques importants des jets supersoniquesThis thesis deals with the shock-cell noise generated by under-expanded supersonic jets in single- and dualstream configurations. Shock-cell noise is generated by the interaction between the turbulent structures of the shear-layer and the shock-cell system developed in the potential core of the jet. In order to study shock-cell noise, large eddy simulations adapted to aeroacoustics are carried out using high-order compact schemes that allow for a non-dissipative nondispersive approach. The results are analyzed and compared to experimental results. In particular, an acoustic-hydrodynamic filtering is carried out in the near field in order to analyze the acoustic and hydrodynamic azimuthal modes. Moreover, a wavelet-based analysis is implemented in order to identify the relevant acoustic and hydrodynamic features of the supersonic jets
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Chevriaux, Dominique. "Supratransmission et bistabilité nonlinéaire dans les milieux à bandes interdites photoniques et électroniques." Montpellier 2, 2007. http://www.theses.fr/2007MON20039.
Full text
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Ayvazyan, Vigen. "Etude de champs de température séparables avec une double décomposition en valeurs singulières : quelques applications à la caractérisation des propriétés thermophysiques des matérieux et au contrôle non destructif." Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14671/document.
Full textAbstract:
La thermographie infrarouge est une méthode largement employée pour la caractérisation des propriétés thermophysiques des matériaux. L’avènement des diodes laser pratiques, peu onéreuses et aux multiples caractéristiques, étendent les possibilités métrologiques des caméras infrarouges et mettent à disposition un ensemble de nouveaux outils puissants pour la caractérisation thermique et le contrôle non desturctif. Cependant, un lot de nouvelles difficultés doit être surmonté, comme le traitement d’une grande quantité de données bruitées et la faible sensibilité de ces données aux paramètres recherchés. Cela oblige de revisiter les méthodes de traitement du signal existantes, d’adopter de nouveaux outils mathématiques sophistiqués pour la compression de données et le traitement d’informations pertinentes. Les nouvelles stratégies consistent à utiliser des transformations orthogonales du signal comme outils de compression préalable de données, de réduction et maîtrise du bruit de mesure. L’analyse de sensibilité, basée sur l’étude locale des corrélations entre les dérivées partielles du signal expérimental, complète ces nouvelles approches. L'analogie avec la théorie dans l'espace de Fourier a permis d'apporter de nouveaux éléments de réponse pour mieux cerner la «physique» des approches modales.La réponse au point source impulsionnel a été revisitée de manière numérique et expérimentale. En utilisant la séparabilité des champs de température nous avons proposé une nouvelle méthode d'inversion basée sur une double décomposition en valeurs singulières du signal expérimental. Cette méthode par rapport aux précédentes, permet de tenir compte de la diffusion bi ou tridimensionnelle et offre ainsi une meilleure exploitation du contenu spatial des images infrarouges. Des exemples numériques et expérimentaux nous ont permis de valider dans une première approche cette nouvelle méthode d'estimation pour la caractérisation de diffusivités thermiques longitudinales. Des applications dans le domaine du contrôle non destructif des matériaux sont également proposées. Une ancienne problématique qui consiste à retrouver les champs de température initiaux à partir de données bruitées a été abordée sous un nouveau jour. La nécessité de connaitre les diffusivités thermiques du matériau orthotrope et la prise en compte des transferts souvent tridimensionnels sont complexes à gérer. L'application de la double décomposition en valeurs singulières a permis d'obtenir des résultats intéressants compte tenu de la simplicité de la méthode. En effet, les méthodes modales sont basées sur des approches statistiques de traitement d'une grande quantité de données, censément plus robustes quant au bruit de mesure, comme cela a pu être observéInfrared thermography is a widely used method for characterization of thermophysical properties of materials. The advent of the laser diodes, which are handy, inexpensive, with a broad spectrum of characteristics, extend metrological possibilities of infrared cameras and provide a combination of new powerful tools for thermal characterization and non destructive evaluation. However, this new dynamic has also brought numerous difficulties that must be overcome, such as high volume noisy data processing and low sensitivity to estimated parameters of such data. This requires revisiting the existing methods of signal processing, adopting new sophisticated mathematical tools for data compression and processing of relevant information.New strategies consist in using orthogonal transforms of the signal as a prior data compression tools, which allow noise reduction and control over it. Correlation analysis, based on the local cerrelation study between partial derivatives of the experimental signal, completes these new strategies. A theoretical analogy in Fourier space has been performed in order to better understand the «physical» meaning of modal approaches.The response to the instantaneous point source of heat, has been revisited both numerically and experimentally. By using separable temperature fields, a new inversion technique based on a double singular value decomposition of experimental signal has been introduced. In comparison with previous methods, it takes into account two or three-dimensional heat diffusion and therefore offers a better exploitation of the spatial content of infrared images. Numerical and experimental examples have allowed us to validate in the first approach our new estimation method of longitudinal thermal diffusivities. Non destructive testing applications based on the new technique have also been introduced.An old issue, which consists in determining the initial temperature field from noisy data, has been approached in a new light. The necessity to know the thermal diffusivities of an orthotropic medium and the need to take into account often three-dimensional heat transfer, are complicated issues. The implementation of the double singular value decomposition allowed us to achieve interesting results according to its ease of use. Indeed, modal approaches are statistical methods based on high volume data processing, supposedly robust as to the measurement noise
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Simon, Bruno. "Effects of tidal bores on turbulent mixing : a numerical and physical study in positive surges." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00965582.
Full textAbstract:
Tidal bores are surge waves propagating upstream rivers as the tide rushes into estuaries. They induce large turbulences and mixing of the river and estuary flow of which effects remain scarcely studied. Herein, tidal bores are investigated experimentally and numerically with an idealised model of positive surges propagating upstream an initially steady flow. The experimental work estimated flow changes and typical turbulent length scale evolution induced by undular bores with and without breaking roller. The bore passage was associated with large free surface and flow velocity fluctuations, together with some variations of the integral turbulent scales. Coherent turbulent structures appeared in the wake of leading wave near the bed and moved upward into the water column during the bore propagation. The numerical simulations were based on previous experimental work on undular bores. Some test cases were realised to verify the accuracy of the numerical methods. The results gave access to the detailed flow evolution during the bore propagation. Large velocity reversals were observed close to the no-slip boundaries. In some configurations, coherent turbulent structures appeared against the walls in the wake of the bore front.
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Launois, Lionel. "Impact des facteurs anthropiques sur les communautés piscicoles lentiques : vers l'élaboration d'un indice poisson." Thesis, Aix-Marseille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011AIX10044/document.
Full textAbstract:
L’ichtyofaune est encore peu utilisée en bioindication sur les plans d’eau, alors que la demande des gestionnaires est forte, notamment dans le contexte de la mise en œuvre de la Directive Cadre Européenne sur l’Eau. L’objectif de cette thèse est d’analyser la réponse de l’ichtyofaune à diverses pressions anthropiques, afin de définir des variables biologiques de bioindication et construire un indice rendant compte de l’état écologique des lacs naturels et des retenues français. Plusieurs questions sont successivement abordées.En première analyse, les possibilités de sélection de métriques répondant à des pressions s’exerçant sur le bassin versant sont explorées par une approche typologique. L’analyse consiste à effectuer des classifications des plans d’eau, puis à établir, au sein de chaque groupe homogène d’un point de vue environnemental, des régressions linéaires entre les métriques candidates et les pressions. Les résultats montrent la pertinence de l’ichtyofaune en bioindication sur ces milieux, mais mettent en exergue des limites à cette approche typologique. Ainsi, afin de tester la possibilité de construction d’un bioindicateur commun aux lacs naturels et aux retenues, une méthode alternative dite « site spécifique » a ensuite été développée. Une modélisation statistique a été appliquée pour contrôler l’effet de l’environnement naturel sur les communautés piscicoles lacustres. Cette analyse montre que les métriques piscicoles répondant aux pressions sont différentes entre les deux types de milieux. La dernière étape, explique le développement d’un indicateur, construit sur le principe de la mesure d’un écart à la référence, en se basant sur une approche de type statistique par hindcasting. Cette méthode encore peu utilisée permet de s’affranchir de la sélection de sites de référence en France en modélisant les conditions biologiques de référence, i.e., telles qu’elles seraient en l’absence de pression anthropique. Les caractéristiques des communautés piscicoles des sites non perturbés sont ensuite comparées à celles des sites plus ou moins impactés par des pressions anthropiques. Ont été considérées ici les pressions s’exerçant à l’échelle du bassin versant et localement sur les plans d’eau. Suivant ce protocole, un indice poisson lacustre issu de la combinaison de métriques répondant conjointement à des pressions anthropiques globales et locales est proposé pour les lacs naturels et pour les retenues.Les avancées de ce travail et les perspectives sont ensuite discutées au regard du contexte européen de la gestion des milieux aquatiquesFish communities remain underused in the domain of lentic ecosystem bioindication, even though water managers need such tools in the current context of the Water Directive Framework. The objective of this thesis was to analyse the fish communities’ response to various anthropogenic pressures, in order to define the candidate biological variables in bioindication and to develop an index to evaluate the ecological status of French natural lakes and reservoirs. Several questions are raised.First of all, the means available to select fish-based metrics responding to catchment-scale anthropogenic pressures are analysed using a typological approach. This analysis consists in classifying lentic ecosystems using classifications, and then, within each homogenous group of ecosystems identified based on environmental criteria, performing linear regressions between candidate fish-based metrics and anthropogenic pressures. The results clearly show that fish communities could be used as good bioindicators for the lentic ecosystems, but they also underline the limits of typological approaches.To test how a bioindicator shared by natural lakes and reservoirs could be developed, an alternative site-specific method was subsequently developed. Statistical modeling was applied to control the natural environmental effects on lentic fish communities. This analysis shows that fish-based metrics responding to catchment-scale anthropogenic pressures differ in the two types of lentic ecosystems.The last part reports the development of an index, based on the reference condition approach, using a hindcasting statistical approach. This method, still infrequently used, enables one to sidestep the problem related to the selection of reference sites in France. Furthermore, this method allows modeling biological reference conditions, i.e. conditions without anthropogenic pressures. Fish communities’ characteristics are then compared for both undisturbed sites and sites that are more or less impacted by anthropogenic pressures. Both catchment-scale and local anthropogenic pressures were considered in this analysis. Following this protocol, a lake fish-based index resulting from the combination of metrics that respond jointly to global and local anthropogenic pressures was developed for natural lakes and reservoirs. Finally, the advances made as a result of this research and its perspectives are discussed with regards to the European context of aquatic ecosystem management
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Chan, Bunyeth. "Dynamique spatiale et temporelle des espèces et de communauté de poissons dans le système d'inondation pulsé de Tonle Sap." Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30244/document.
Full textAbstract:
Le lac Tonle Sap (TSL) est l'un des plus grands lacs du monde et est connu comme un hot-spot de la biodiversité en Asie du Sud-Est. En raison de la grande diversité ainsi que de la productivité élevée de poissons, le lac contribue à un apport important en protéines pour la population cambodgienne. Cette étude vise principalement à étudier (1) la dynamique spatiale et temporelle de la composition des communautés de poissons, (2) les effets des facteurs environnementaux sur la distribution des espèces et (3) l'effet de l'abolition des lots de pêche sur la biomasse, les communautés de poissions et le structure des poissons. En utilisant des méthodes statistiques multivariées sur les données de poissons et de variables environnementales, je suis en mesure de mettre en évidence les principales conclusions suivantes: * Les communautés de poissons du TSL étaient composées de deux assemblages de poissons: l'assemblage du nord, principalement caractérisé par des poissons noirs, et l'assemblage du sud, principalement lié aux poissons blancs, gris et estuariens. Les assemblages de poissons de la période 1994-1995 étaient représentés par l'abondance de tous les groupes fonctionnels, c'est-à-dire les poissons noirs, blancs et gris, et pour la période de 1996 à 1999, les assemblages étaient liés aux poissons blancs et gris. * Les distributions des abondances espèces de poissons n'étaient pas homogènes dans le TSL. De plus, les aires de distributions des espèces étaient différentes et étaient régies par des combinaisons distinctes de caractéristiques de l'habitat et de facteurs climatiques. * H. lobatus et H. siamensis peuvent coexister ensemble, mais la synchronisation et la migration de H. lobatus conduisent toujours à celles de H. siamensis. Ces résultats suggèrent que la population de H. lobatus est plus sensible aux variations d'impulsion de flux que celles de H. siamensis. Ceci indique que les variations des impulsions d'écoulement sont les principaux déterminants responsables de la dynamique temporelle de chaque espèce.[...]Tonle Sap Lake (TSL) is one of the world's largest lakes and is a biodiversity hotspot in Southeast Asia. It supports high fish productivity which sustains protein supply for millions of people in the region. This study aims to investigate (1) spatial and temporal dynamics of fish community composition, (2) the effects of environmental factors on fish distribution and (3) effects of fishing lot abolishment on fish biomass, community and structure in TSL. By using multivariate statistical methods on fish and environmental data, the thesis highlights that: * There were two fish assemblages in TSL: the northern assemblage, mostly characterised by black fishes, and the southern assemblage, mainly linked to white, grey and estuarine fishes. Fish assemblages from earlier years (1994 and 1995) were represented by the abundances of all functional groups, i.e. black, white and grey fishes, and from 1996 to 1999, the assemblages were linked only to white and grey fishes. * Fish species distributions were not homogeneous within TSL. In addition, species distribution areas were different and were governed by distinct combinations of the local habitat characteristics and regional climatic factors. * H. lobatus and H. siamensis can co-occur together, but synchronisation and migration of H. lobatus always lead those of H. siamensis. These results suggest that the population of H. lobatus is more responsive to flow pulse variations than those of H. siamensis.[...]
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Tremblay-Belzile, Samuel. "Détection à grande échelle des réarrangements génomiques et élucidation de leurs mécanismes." Thèse, 2018. http://hdl.handle.net/1866/21192.
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