Academic literature on the topic 'Identification des phénomènes d'écoulement'

L'érosion et le transport solide sont des problèmes sérieux à l'échelle mondiale mais ils sont bien plus préoccupants dans certaines régions du monde, comme c'est le cas au Maghreb et plus particulièrement en Algérie. Les phénomènes de précipitation et d'écoulement sont des phénomènes complexes et sont impliqués directement dans les processus d'érosion hydrique et du transport solide. La présente étude a pour objectif de contrôler, critiquer et analyser les données de concentrations des sédiments en suspension mesurées au niveau de la station hydrométrique da La Traille. L'étude s'efforce de trouver et de mettre en évidence des relations régressives, entre les débits de la matière solide en suspension et les débits liquides, applicables dans le bassin versant de l'Oued Isser et susceptibles d'être appliquées à des régions (ou des bassins versants) situés en milieux telliens et semi-aride Nord Africains et soumises à des phénomènes similaires. L'optimisation des courbes de transport solide intra annuelles retenues, expliquant la plus grande partie de la variance, a été validée par la comparaison des valeurs estimées aux valeurs observées et par l'ajustement des résidus de la régression à la loi Normale. Les courbes corrigées ont été utilisées pour rectifier le biais dans les données logarithmiques transformées, notamment autour de la partie supérieure des débits élevés qui contribuent très fortement à la charge solide annuelle, et estimer la variation des bilans des apports solides (fins et grossiers) véhiculés par l'Oued Isser au niveau de la station hydrométrique de La Traille, durant la période (1970/71–1984/85), et déposés dans la retenue du barrage de Koudiat Acerdoune depuis sa mise en service en 2013. Elles ont permis également d'estimer la dégradation surfacique annuelle du bassin durant la période d'étude, qui est de l'ordre de 2142 t.km−2.an−1, au droit du barrage de Koudiat Acerdoune. Enfin, l'extrapolation des apports solides a permis de prédire l'envasement du barrage, le classer parmi ceux de moyen taux de comblement, de mesurer l'ampleur du phénomène d'érosion sol–transport solide–envasement du barrage et de proposer des actions pour y remédier.

Face aux besoins de suivis hydrométriques et compte tenu des limites d'installation de stations de mesure traditionnelles sur les cours d'eau réunionnais à lit mobile et en tresse, l'Office de l'eau Réunion et les universités de Bretagne Occidentale et de La Réunion ont développé un système de mesure automatique des débits par photogrammétrie. Ce système innovant se base sur la mesure des vitesses d'écoulement de surface par la technique de la PIV (Particle Image Velocimetry), sur l'élaboration d'un modèle numérique de terrain du tronçon de mesure et une détection automatique du masque d'eau. Des algorithmes de calcul ont été développés sous MATLAB de manière (i) à traiter une vidéo acquise en temps réel ou pour réaliser des jaugeages à distance et (ii) à convertir un pack de vidéos acquises automatiquement toutes les 30 minutes afin d'obtenir une chronique de débit en continu. Les comparaisons avec les valeurs de débits jaugés ont montré des écarts maximums de 9.0 % après la calibration du système de mesure. Cette technologie, pouvant être autonome en énergie ou raccordée au réseau électrique, ouvre des perspectives intéressantes pour le suivi des cours d'eau complexe ou des phénomènes hydrologiques extrêmes.

Situé sur l'Isère à 10 km en amont de la confluence avec le Rhône, le barrage mobile en rivière de Beaumont-Monteux a connu dès le début de son exploitation en 1921 des phénomènes d'érosion en aval du radier. Les confortements successifs n'ont pas permis d'assurer une protection pérenne de l'ouvrage vis-à-vis des affouillements. Dans la continuité d'une étude sur modèle numérique 3D réalisée par EDF, ARTELIA a réalisé pour le compte d'EDF une étude sur modèle réduit au 1/50ème des affouillements en aval du barrage. La difficulté de représentation sur modèle physique de la molasse gréseuse formant l'assise du barrage a conduit à choisir un matériau granulaire affouillable, calibré sur la base de plusieurs formules empiriques d'estimation des profondeurs d'affouillement. La mesure des vitesses en aval du barrage, l'établissement des champs de vitesse en surface (en amont et en aval) et le relevé bathymétrique par photogrammétrie ont permis d'établir une description complète des conditions d'écoulement et des affouillements générés en état actuel. Les différentes solutions " anti-affouillement " testées ont permis d'apprécier l'influence des règles de gestion des organes mobiles sur la formation des affouillements pour les débits faibles et moyens, et d'identifier les modifications structurelles les plus efficaces pour la réduction du risque d'affouillement (réalisation d'un bassin de dissipation exploitant au mieux la structure existante, mise en œuvre d'un tapis d'enrochements).

Les zones méditerranéennes et semi - arides sont caractérisées par des régimes pluviométriques irréguliers dans le temps et dans l'espace. L'érosion hydrique des bassins versants et la sédimentation des cours d'eau constituent des phénomènes complexes très répandus qui posent de nombreux problèmes aux ingénieurs chargés des projets de mise en valeur. En raison de son ampleur, cette érosion constitue une contrainte majeure au développement de l'agriculture et à la promotion des activités rurales en Algérie. Une approche statistique de quantification des apports solides est développée dans cette étude. Les données utilisées sont recueillies au niveau de cinq sous-bassins du bassin versant de l'Oued Mina drainés par les stations hydrométriques, en amont du barrage de Sidi M'hamed Ben Aouda. La période d'observation s'étale sur 22 ans (1973 à 1995). Il existe une grande variabilité inter-annuelle et intrannuelle des apports liquides et solides. En plus de cette variation temporelle, il a été remarqué une variabilité spatiale des apports solides et liquides. Les valeurs maximales du transport solide sont enregistrées au début d'automne et à la fin du printemps. Le transport solide d'automne reste le plus élevé, dépassant significativement les autres saisons. Cette variabilité trouve son explication dans la pauvreté du couvert végétal durant cette saison et la nature agressive des pluies d'automne. La charge spécifique du bassin versant de l'oued Haddad est de l'ordre de 212 t/km2/an. Le bassin versant de l'oued Taht a une charge spécifique inférieure à celle du bassin de l'oued Haddad (Ds=191 t/km2/an). Les bassins versants de l'oued el Abd présentent des charges spécifiques de l'ordre de 117 t/km2/an à Ain El Hamara et de 65 t/km2/an à Takhmaret. La charge spécifique de l'oued Mina au barrage de Sidi M'hamed Ben Aouda est de 160 t/km2/an. Des modèles mathématiques liant l'apport solide au coefficient d'écoulement ont été proposés pour les cinq sous-bassins drainés par les stations hydrométriques.

Cette étude a été réalisée dans le cadre d'un projet multidisciplinaire sur la gestion et la protection de l'habitat des salmonidés et sur l'évaluation des perturbations que subissent les habitats de ces poissons dans les eaux courantes suite aux coupes forestières et à la construction de routes. Afin d'identifier les voies d'écoulement responsables de la qualité des eaux de surface d'un petit bassin versant forestier, une étude approfondie a été entreprise sur l'évolution de la qualité de l'eau de pluie lors de son passage à travers la phytocénose et la couverture pédologique jusqu'au ruisseau. La signature chimique des compartiments du bassin versant servira d'intrant quant à l'application et l'analyse du modèle EMMA (end-members mixing analysis). La signature chimique de l'eau du ruisseau s'explique par un graphe x-y (graphe de mélange) sur lequel la composition chimique des compartiments et celle du ruisseau sont reportées. Si trois compartiments circonscrivent la signature chimique du cours d'eau, alors on peut émettre l'hypothèse que ces compartiments se mélangent de façon conservatrice pour donner la qualité des eaux de surface du bassin versant. Plusieurs traceurs (conductivité électrique, SO42-, Cl-, NO3-, K+, Alt et Fet) naturels n'ont pas servi à l'identification des compartiments parce que le modèle ne tient pas compte de certaines conditions, tels l'activité biologique, l'état hydrique des profils, etc. Seuls le pH, Na+, Ca2+, Mg2+ et SiO2 se sont avérés des traceurs utiles. La nappe phréatique a été incluse par défaut dans le modèle puisqu'il était connu qu'elle assurait la base de l'écoulement du cours d'eau en tout temps de l'année. Les sols de la plaine d'inondation semblent également prendre part à la qualité de l'eau du ruisseau, particulièrement les horizons B podzoliques, lesquels sont saturés d'eau pendant toute la période sans gel. C'est donc dire que l'écoulement de l'eau souterraine et l'écoulement hypodermique au niveau des horizons B de la plaine d'inondation sont les voies d'écoulement qui expliquent le mieux la qualité des eaux de surface du bassin versant. Toutefois, la séparation de l'hydrogramme par l'équation du bilan massique a montré qu'un modèle à trois réservoirs (nappe phréatique, horizons B des versants sud et nord) ne peut pas donner des résultats satisfaisants quant à la simulation de la charge chimique des eaux de surface. Le modèle élimine systématiquement trop de compartiments pouvant s'avérer explicatifs de la qualité de l'eau du ruisseau. Un modèle mécaniste développé à partir des variations du niveau de la nappe phréatique, de la conductivité hydraulique et de la composition chimique des solutions de sol permettrait de reproduire plus rigoureusement l'hydrogramme du ruisseau. Le modèle EMMA demeure tout de même un bon outil pour réfuter ou confirmer une hypothèse de recherche car il met clairement en relation la composition chimique des compartiments à celle du ruisseau et enlève parfois tout doute quant à l'action d'un processus susceptible d'alimenter le cours d'eau.

L’insuffisance rénale aiguë est associée à la mortalité à court et long terme chez les patients de réanimation. Elle est également associée à la survenue de complications cardiovasculaires et d’une dégradation progressive de la fonction rénale pouvant aller jusqu’à la maladie rénale chronique terminale. Cette dernière est liée au moins en partie à une dysrégulation des phénomènes de cicatrisation qui interviennent après une insuffisance rénale aiguë. La sévérité et la durée de l’insuffisance rénale aiguë sont les facteurs majeurs associés à sa survenue, mais l’impact des agressions multiples chez le patient de réanimation reste à préciser. Actuellement, aucune thérapeutique spécifique ne permet de cibler ce phénomène, et la prise en charge vise à limiter les facteurs d’agression rénale. Une meilleure identification des patients à risque permettra possiblement dans l’avenir de proposer des thérapeutiques néphroprotectrices précocement

Under controlled conditions, all the fertilized eggs of Marsilea vestita give rise to well-organized embryos in a few hours. The first cleavage divisions of the zygote are fast and synchronous at 24 °C, whereas they are very modified, slowed down, and unstable at 16 °C. Cold treatment induces morphological and structural alterations, the number and the degree of which are correlated with the treatment duration. The most important alteration concerns the mitotic spindle orientation, which is often aberrant. The ensuing cell wall formation is disrupted, branched, and incomplete; consequently the daughter nuclei exhibit abnormal locations. Furthermore they no longer divide synchronously. The identification of the first segments then becomes impossible. In these cells, some chromatic elements having the appearance of mitotic chromosomes are often located near the spindle; these misplaced chromosomes, therefore, are not integrated to the spindle apparatus. A cold treatment applied at fertilization is effective in preventing the polyspermy block. The supernumerary spermatozoids remain in the cytoplasm of the zygote but never fuse with its nucleus. Despite their altered ontogeny, most treated specimens display, when returned to 24 °C, a surprising ability to recover a normal topographic organization.

Cette contribution intitulée Un son vous manque et tout est dépeuplé : les défis de la compréhension orale et de la transcription de documents oraux se propose de répertorier et d'analyser les difficultés et erreurs relevées dans les copies d'étudiants FLE en 2ème année de Licence dans le cadre du cours Français en usage 2 – Compréhension orale (corpus de 300 copies recueillies entre 2016 et 2020), qui prévoit entre autres la transcription de documents oraux. L'analyse permet de dresser un inventaire des erreurs commises en fonction de la phase, au cours de laquelle intervient cette difficulté (décodage, encodage, décodage et encodage). Les erreurs les plus fréquentes au niveau du décodage sont, d'une part, liées à des lacunes lexicales et, de l'autre, à un découpage défaillant du flux sonore, qui met l'étudiant face à des phénomènes comme l'homophonie et la paraphonie (lexicales et translexicales). L'encodage, lui, a mis en évidence deux types de difficultés : d'une part, des erreurs d'inattention (en cas de décodage réussi) et, d'autre part, des tentatives de restitution textuelle directement à partir du flux sonore (des phonèmes perçus), avec abstraction pure et simple de la phase de décodage, pour pallier la hantise de l'espace blanc. Par ailleurs, on observe au niveau du décodage et de l'encodage les difficultés des étudiants à reconnaître certains phonèmes et à tenir compte de la liaison. Enfin, des pistes, résultant d'occurences repérées dans les copies et reposant sur des considérations contrastives, sont proposées aussi bien aux étudiants qu'aux enseignants pour une meilleure approche, maîtrise et performance de ce type de savoir-faire, avec une identification des causes et domaines qui sont à la source de ces difficultés et erreurs.

La dynamique des fluides numérique (CFD) s’est imposée depuis plusieurs années comme un outil indispensable pour l’étude des phénomènes d’écoulement complexes en recherche et en industrie. La précision des simulations CFD dépend de plusieurs paramètres – géométrie, maillage, schémas, solveurs, etc. – ainsi que de connaissances phénoménologiques que seul un ingénieur expert en CFD peut configurer et optimiser. L’objectif de ce travail de thèse est de proposer un assistant IA pour aider les utilisateurs, qu’ils soient experts ou non, à mieux choisir les options de simulation et à garantir la fiabilité des résultats pour un phénomène d’écoulement cible. Dans ce cadre, des algorithmes d’apprentissage profond sont explorés pour identifier les caractéristiques des écoulements calculés sur des maillages structurés et non structurés de géométries complexes. Dans un premier temps, des réseaux de neurones convolutifs (CNN), réputés pour leur capacité à extraire des motifs sur des images, sont utilisés pour identifier des phénomènes d’écoulement tels que les tourbillons et la stratification thermique sur des maillages structurés en 2D. Bien que les ré-sultats obtenus sur maillages structurés soient satisfaisants, les réseaux CNN ne peuvent être appliqués qu’à ce type de maillage. Pour surmonter cette limitation, un cadre de réseau neuronal basé sur les graphes (GNN) est proposé. Ce cadre utilise l’architecture U-Net et une hiérarchie de graphes successivement déraffinés grâce à la mise en oeuvre d’une méthode multigrille (AMG) inspirée de celle utilisée dans le code de simulation Code_Saturne. Par la suite, une étude ap-profondie des fonctions à noyau a été menée selon des critères de précision d’identification et d’efficacité d’entraînement pour mieux filtrer les différents phénomènes sur maillages non structurés. Après avoir comparé des fonctions à noyau disponibles dans la littérature, une nouvelle fonction à noyau basée sur le modèle de mélange gaussien a été proposée. Cette fonction est mieux adaptée à l’identification de phénomènes d’écoulement sur des maillages non structurés. La supériorité de l’architecture et de la fonction à noyau proposées est démontrée par plusieurs expériences numériques d’identification des tourbillons en 2D, ainsi que par son adaptabilité à l’identification des caractéristiques d’un écoulement en 3D
Computational Fluid Dynamics (CFD) has become an indispensable tool for studying complex flow phenomena in both research and industry over the years. The accuracy of CFD simulations depends on various parameters – geometry, mesh, schemes, solvers, etc. – as well as phenomenological knowledge that only an expert CFD engineer can configure and optimize. The objective of this thesis is to propose an AI assistant to help users, whether they are experts or not, to better choose simulation options and ensure the reliability of results for a target flow phenomenon. In this context, deep learning algorithms are explored to identify the characteristics of flows computed on structured and unstructured meshes of complex geometries. Initially, convolutional neural networks (CNNs), known for their ability to extract patterns from im-ages, are used to identify flow phenomena such as vortices and thermal stratification on structured 2D meshes. Although the results obtained on structured meshes are satisfactory, CNNs can only be applied to structured meshes. To overcome this limitation, a graph-based neural network (GNN) framework is proposed. This framework uses the U-Net architecture and a hierarchy of successively refined graphs through the implementation of a multigrid method (AMG) inspired by the one used in the Code_Saturne CFD code. Subsequently, an in-depth study of kernel functions was conducted according to identification accuracy and training efficiency criteria to better filter the different phenomena on unstructured meshes. After comparing available kernel functions in the literature, a new kernel function based on the Gaussian mixture model was proposed. This function is better suited to identifying flow phenomena on unstructured meshes. The superiority of the proposed architecture and kernel function is demonstrated by several numerical experiments identifying 2D vortices and its adaptability to identifying the characteristics of a 3D flow

La représentation des écoulements et du transport de masse en milieu poreux trouve des applications diverses en hydrogéologie dont notamment l’étude de la propagation des polluants dans les sols ou encore l’étude des transferts d’eau salée dans les nappes phréatiques côtières. Ce manuscrit de thèse propose donc d’étudier ces phénomènes physiques à travers la modélisation numérique. Plusieurs ensembles de méthodes d’éléments finis sont présentées et discutées. L’accent est essentiellement mis sur la représentation mathématique des milieux fortement hétérogènes et anisotropes. Deux nouvelles méthodes de résolution numérique sont ainsi introduites, à savoir les méthodes H-RTm et H-RTp. Ces méthodes sont toutes deux issues de la technique d’hybridation appliquée aux éléments finis mixtes et aux éléments finis discontinus de Galerkin. Les bénéfices qu’elles apportent dans la représentation des phénomènes d’écoulement et de transport de masse en milieu poreux sont alors illustrés à travers des exemples numériques retrouvés dans la littérature
Flow and mass transport through porous media are an important part of underground water studies. Pollution spreading or salt water intrusion in coastal groundwater tables are well known applications. This thesis manuscript is dedicated to the study of this physical phenomena through numerical modelling. Different finite element methods are presented and discussed. We focus on the mathematical representation of strongheterogeneous and anisotropic porous media. We introduce two new numerical methods named H-RTm and H-RTp methods. They take advantage of the hybridization technique applied to mixed finite element methods and discontinuous Galerkin finite element methods. The benefits reached in the numerical representation of flow and mass transfer in porous media are illustrated through numerical examples currently used in literature

Ce travail est consacre au developpement d'un dispositif original de mesure de vitesse ou de debit instantane par mesures de pression. Moyennant des hypotheses simplificatrices, l'application des equations de la mecanique des fluides aux ecoulements instationnaires fournit des lois qui permettent de ramener la mesure de la vitesse ou du debit instantane a des mesures de pression. Ainsi, appliquee aux ecoulements unidimensionnels en conduite a section variable, l'equation de bilan d'energie cinetique permet d'obtenir une relation temporelle exprimant le debit et sa derivee par rapport au temps en fonction de la difference de pression entre deux sections droites. A partir du modele theorique obtenu et d'une configuration geometrique de conduite particuliere, nous proposons quatre methodes de calcul du debit instantane. Afin de tester ces differentes methodes, un dispositif experimental est developpe. Il est constitue d'un element mecanique qui a la forme d'un troncon de conduit de geometrie particuliere muni de prises de pression, de chaines de mesure de pressions instationnaires et d'un module informatique capable de recueillir les informations envoyees par les capteurs de pression, de calculer et de restituer les valeurs instantanees du debit. La confrontation des resultats obtenus par notre dispositif et par anemometrie a fil chaud en ecoulement pulse a l'admission d'un moteur thermique, permet, d'une part, de juger de la validite des differents algorithmes de calcul et, d'autre part, de definir les limites d'application de notre moyen de mesure, tant en temps differe qu'en temps reel. Ainsi, ce dispositif de debitmetrie instantanee offre indeniablement des possibilites importantes d'applications dans le secteur industriel

La possibilite de doser correctement les granulats depend de la maitrise de leur ecoulement dans la tremie doseuse. Or certains materiaux d'usage courant posent des problemes dus notamment a leur tendance au colmatage et souvent a la non prise en compte de leurs proprietes d'ecoulement lors de la conception du materiel de dosage. Une approche theorique de l'ecoulement en vue du dosage a ete elaboree. Elle permet de decrire, formuler et prevoir les phenomenes d'ecoulement en masse, de voute stable et de formation de cheminee en fonction des caracteristiques du materiau et de la tremie. Des experimentations ont ete realisees avec des tremies reelles en utilisant le marquage par traceur radioactif et avec un modele reduit a geometrie variable en centrifugeuse. Une caracterisation des materiaux granulaires utilises vis-a-vis de leur aptitude a l'ecoulement a ete recherchee. A l'issue des confrontations des etudes bibliographique, theorique et experimentale, une regle de choix de la geometrie d'une tremie de dosage des granulats, en fonction de leurs proprietes d'ecoulement, est proposee

La recherche sur la nanofiltration a permis de determiner les conditions de caracterisation des membranes par porometrie bi-liquide et par mesure du potentiel d'ecoulement. La limite de la methode porometrique a ete definie a 2 nm et la mesure du potentiel d'ecoulement permet de determiner le point iso-electrique et la charge de la membrane. Des essais experimentaux sur une unite de laboratoire sont effectues en utilisant des composes ioniques (nacl, na#2so#4, cdcl#2 et cdso#4) et des solutes toxiques neutres (phenol, atrazine). Les resultats obtenus dans differentes conditions operatoires (ph, concentration,. . ) sont relies aux caracteristiques des trois membranes etudiees (nf45, opmn-k et opmn-km). Les retentions des differents solutes sont analyses et les mecanismes de transfert preponderants en nanofiltration sont definis : l'importance des sites anioniques et cationiques de la membrane est mis en evidence dans la separation des solutes ioniques. Les resultats obtenus montrent d'autre part que la nanofiltration est un procede envisageable pour epurer les effluents contenant des solutes toxiques ioniques ou non ioniques de faibles masse moleculaire.

Les phénomènes vibratoires à haute fréquence dans les amortisseurs sont défavorables du point de vue de la qualité sonore du véhicule. Les efforts transmis de l’amortisseur à la caisse, situés dans une bande de fréquences entre 200 Hz et 800 Hz, sont responsables du bruit que l’on appelle « gloglottement ». Ce bruit nait dans l’amortisseur lorsque la voiture roule sur une route dégradée et se transmet à la caisse par voie solidienne. La compréhension du phénomène de gloglottement et sa prédiction nécessitent l’identification des mécanismes physiques qui vont générer des pics d’efforts et des vibrations hautes fréquences. Ceux-ci sont liés aux comportements de l’huile de l’amortisseur, des composants mécaniques internes et des interactions entre ces éléments. Les moyens mis en oeuvre pour cette étude sont d’une part le développement d’un modèle d’amortisseur qui prend en compte la modélisation de la dynamique des clapets, des effets de « stiction » des clapets, du frottement et des relations entre les pertes de charges et les débits. D’autre part, une campagne d’essais a permis de construire le modèle et de le valider. La simulation permet de reproduire les phénomènes physiques observés à la mesure et ainsi d’identifier les mécanismes à l’origine du bruit, comme l’ouverture du clapet à ressort et la « stiction » à l’ouverture du clapet anti-retour. La sensibilité de la réponse vibratoire haute fréquence du modèle vis-à-vis de ses paramètres est évaluée avec la méthode de Morris. De plus, des orientations sont données sur la valeur des paramètres de conception dans le but de minimiser les pics d’efforts générés par l’amortisseur
High-frequency vibratory phenomena in shock absorbers are not suitable for the car sound quality. Forces (in the frequency range [200-800] Hz) transmitted from the shock absorber to the car body are responsible for the so-called "rattling noise". This structure-borne noise is starting from the shock absorber when the car drives over a rough road and is transmitted to the car body by structural transfer path. In order to understand and predict the phenomena, physical mechanisms generating high-frequency vibrations and peaks in the shock absorber response must be identified. These mechanisms are closely related to oil behaviour, internal mechanical components and interactions between all these elements. The present work consists on the one hand in modelling the shock absorber taking into account valve dynamics, valve stiction, friction and loss of pressure relations in the orifices. On the other hand, experimental shock absorber testing was conducted in order to build the model and to validate it. Model simulations reproduce observed phenomena in the experiments and helped us to identify the mechanisms leading to structure-borne noise, like spring valve opening and check-valve stiction. Sensitivity of the model response due to its input parameters was evaluated with Morris method. Moreover, some guidances are given in order to reduce the level of structure-borne noise generated by the shock absorber

L'utilisation des micro-carnaux a l'avantage de contribuer à une augmentation significative de la compacité des échangeurs de chaleur et à une amélioration des performances énergétiques des systèmes. L'étude des régimes d'écoulements diphasiques et des transferts thermiques locaux représentent un véritable verrou scientifique vu son effet sur la durée de vie et les performances énergétiques des systèmes énergétiques tels que les piles à combustible et les refroidisseurs miniatures. Malheureusement, l'aspect hydrodynamique de l'écoulement et du transfert thermique (mesure des densités de flux thermique et des coefficients d'échange thermique locaux) dans un seul micro-canal demeure toujours mal connu. Dans le cadre de ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés à étudier les différents phénomènes se produisant lors de la condensation dans un seul micro-canal en repérant les différentes instabilités hydrodynamiques et en analysant les différents mécanismes physiques influençant les coefficients d'échange thermique. A cette fin, nous avons développé un banc d'essais pour tester la condensation en micro-canaux et dans lequel le micro-canal est instrumenté par des micro-thermocouples de 20 µm de diamètre. Cet aspect micro-instrumentation représente une véritable originalité de ce travail de thèse car il permet de mesurer les températures de surface locales tout au long du micro-canal. Une camera rapide est utilisée pour la visualisation des structures des écoulements se produisant en condensation dans le micro-canal. Une procédure de traitement d'images est développée pour caractériser les différents paramètres de l'écoulement diphasique dans le micro-canal, à savoir : taille des bulles, parcours des bulles, forme du ménisque, vitesse et fréquence des bulles, etc. L'influence de ces paramètres sur les structures des écoulements et sur l'intensification des transferts est étudiée. On montre que la présence des écoulements instationnaires et cycliques qui changent de structure durant chaque période. La variation de la température pour chaque période est reliée à la structure de l'écoulement en condensation dans le micro-canal. On a aussi identifié des écoulements développés de différentes structures. Nous avons aussi mis en évidence que la densité du flux thermique local dépend non seulement du flux massique et du taux de condensation mais également de la structure de l'écoulement en condensation. Enfin, nos résultats donnent une démonstration sur l'influence de la micro-structuration de surface sur la structure d'écoulement lors de la condensation dans un micro-canal, et fournissent de nouvelles méthodes pour l'amélioration de l'intensification thermique.

Mieux comprendre les écoulements d’eau dans les milieux poreux hétérogènes tels que les sols est nécessaire. Aussi bien pour piloter l’irrigation des cultures, améliorer la prédiction des modèles climatiques et météorologiques ou gérer quantitativement et qualitativement les ressources en eaux et leurs évolutions sous l’effet des changements globaux, notamment en zone Méditerranéenne. Cependant, la complexité des écoulements dans les sols, découlant de la complexité de leur système poral, constitue un frein à la connaissance complète du système. Les objectifs de ce travail sont de progresser sur ce dernier point en : (i) réalisant des expériences d’infiltration – drainage sur des colonnes décimétriques de sols non remaniés en tomographie médicale et observer au mieux les écoulements au sein de la macroporosité du sol, (ii) en étudiant la structure macroporeuse des sols et déterminer des indicateurs structuraux sur les images tomographiques et (iii) en intégrant les indicateurs structuraux dans un modèle d’écoulement à double compartiment Darcy-Richards – KDW. Les sols étudiés sont prélevés dans trois parcelles différentes : (i) un sol argileux travaillé en grande culture, (ii) un sol argileux non travaillé utilisé en verger et (iii) un sol limono – sableux non travaillé non cultivé. Trois expériences d’infiltration – drainage ont été faites dans un scanner médical à acquisition d’images rapide (~15 sec). Elles sont réalisées à une intensité de 20 mm.h-1 pour 30 mm d’eau apporté, soit 90 min d’infiltration et une phase de drainage de 30 min. Les expériences sont faites à trois humidités initiales : (1) capacité au champ, (2) potentiel matriciel moyen – 4 m et (3) potentiel matriciel moyen – 8 m. La macroporosité des sols augmente de 2 à 5% avant chaque infiltration lorsque la teneur en eau initiale diminue. Cette augmentation est plus grande pour les deux sols argileux que pour le sol limono – sableux. L’hypothèse avancée est que la texture des sols influence ces différences de réponse. Les sols argileux présentent la structure la plus variable dans le temps au contraire des sols sableux qui semblent plus stables. Le suivi tomographique temporel a permis d’observer des phénomènes de mouvements très rapides de la structure durant l’infiltration et le drainage. Pendant le passage de l’eau, le volume de macroporosité diminue de 7 à 30%, et augmente rapidement durant la phase de ressuyage de 30 min. La diminution de macroporosité durant l’infiltration est plus marquée lorsque la teneur en eau initiale est la plus importante. L’augmentation de macroporosité durant la phase de ressuyage est moins marquée pour les conditions initiales les plus sèches. L’hypothèse avancée est que le passage de l’eau le long des parois des macropores les déstabilise et entraine un « sur – gonflement » des parois, qui s’inverse durant le drainage. L’étude des indicateurs structuraux globaux montre que le suivi temporel de la densité de macropores et de leur volume permet, pour ces trois sols, de discriminer des comportements selon la texture et le travail du sol. Les modélisations réalisées avec l’ajout de paramètres mesurés sur les images tomographiques dans le modèle d’écoulement montrent qu’elles permettent de reconstruire les données expérimentales. Ce travail montre que les écarts subsistant entre la modélisation et l’observation des expériences les plus sèches montrent que la dynamique des échanges entre macropores et matrice du sol doit être mieux comprise, surtout en condition insaturée. Cela nécessite de poursuivre l’étude des mouvements de la structure durant les cycles d’humectation – dessication mais aussi pendant le passage rapide d’un flux d’eau
Predicting the evolution of groundwater resource due to future climate change requires a better knowledge of water flows in soils which are highly complex porous medium. A lot of research has been conducted about soil water flow complexity over the last decades but predicting water flow in soils whatever soil texture, soil structure and rainfall intensities still remains a challenge. The objective of this work is to improve the modeling of water flow in structured soils by accounting to water flow from macropores to the soil matrix. We follow three successive steps : (i) to perform infiltration – drainage experiments on decimetric undisturbed soils columns under a medical tomograph to better observe flow phenomena within the soil macroporosity, (ii) to extract structural indicators from tomographic images, and study the macroporous soil structure, and (iii) to integrate structural indicators into a Darcy-Richards – KDW dual compartment flow model. Undisturbed soils studied are sampled from three different plots: (i) a clay soil worked in a field crop, (ii) a clay soil not worked in an orchard and (iii) a silt – sandy soil not worked and not cultivated. Three infiltration – drainage experiment are performed in a medical tomograph with fast image acquisition (~15 sec), 30 mm of water is supplied with a rainfall simulator and an intensity of 20 mm.h-1. Infiltration duration was of 90 min followed by 30 min of drainage. In total, the tomographic follow-up takes 120 min. Each experiment is done at three initial moisture conditions: (1) field capacity, (2) matrix potential at – 4 m, and (3) matrix potential at – 8 m. The initial structure observed before each infiltration shows that the soil macroporosity increases from 2 to 5% with the decrease of the initial water content. This increase is higher for the two clay soils compared to the silty – sandy soil. The hypothesis is that soil texture influences the evolution of the soil structure according to the matric water content. Thus, clay soils have the most variable soil structure over time, unlike silt – sandy soils which seem more structurally stable. Rapid movements of the soil structure during the infiltration and drainage phases was observed thanks to the time lapse tomographic monitoring. During water flow, soil macroporosity decreases between 7 to 30 % and increases again during drainage. The decrease of soil macroporosity during infiltration is more pronounced for the most saturated initial condition. The increase is less marked for the driest conditions. The hypothesis is that water flow along the macropores’ walls destabilizes causes an ‘over-swelling’ of the walls, which reverses during drainage. The study of overall indicators show that temporal monitoring of macropores density and their volumes makes it possible to discriminate specific texture and tillage behaviors different for the three soils. Models performed with the addition of profiled data measured on tomographic image in water flow model show that these measurements allow to reconstruct experimental data. Although the gap between modelling and observation for the driest experiments seems to indicate that it is necessary to continue the study of macropores – matrix exchanges in unsaturated conditions. This requires further study of the movements of the structure during wetting – drying cycles but also during the fast water flux transit

La detection ou l'analyse par traitement d'images de certains phenomenes dynamiques se heurte au probleme de l'absence de criteres objectifs assez simples permettant de les localiser et de les caracteriser. C'est le cas par exemple de la fumee occasionnee par un depart de feu : en effet, ni la taille tres petite de son objet dans l'image d'un paysage, ni sa forme, qui varie constamment, ni sa chrominance ou sa luminance, qui sont noyes par les autres emissions ne permettent de la distinguer de nombreux phenomenes, et encore moins de la differencier de phenomenes similaires (brume, nuage de poussieres,). L'approche que nous proposons dans ce travail de these repose sur l'utilisation d'un systeme fonctionnant dans le champ visible a l'aide de composants ccd et utilisant des algorithmes de vision artificiels. L'objectif de ce travail est de permettre une meilleure identification de la fumee par la caracterisation d'un contenu numerique specifique et commun a toutes les fumees. Cette etude propose un nouvel outil de traitement des images et signaux complexes : le plongement fractal qui permet la caracterisation generalisee de phenomenes dynamique complexes par l'extraction automatique de signatures. La methode utilise le plongement temporel de sequences d'images dans un espace multidimensionnel associee a une technique specifique de clustering basee sur une indexation fractale des points de l'espace de plongement. L'outil fondamental d'exploration que nous avons developpe trouve egalement des applications dans le domaine medical comme l'analyse des signaux electro-encephalographiques ou la localisation des foyers epileptogenes.

Le secteur bioalimentaire québécois a subi de profondes transformations au cours des dernières décennies : spécialisation des entreprises et des territoires, concentration au sein d’entreprises de plus en plus grandes, industrialisation des processus de production et intensification de l’usage des ressources. Ces mouvements de fond masquent toutefois des évolutions différenciées selon les territoires. Quels sont les meilleurs outils pour accompagner un secteur en pleine restructuration et s’adapter aux dynamiques contrastées qui traversent l’agriculture québécoise ? Cette vaste étude propose un diagnostic clair de la situation en caractérisant les dynamiques spatiales du secteur bioalimentaire de 1961 à 2016. Par « dynamique spatiale », on entend la façon dont un phénomène se déploie sur les territoires ou change au cours du temps. Les auteurs s’intéressent à trois principaux phénomènes : la présence et la constitution de pôles sectoriels, la spécialisation territoriale agricole, et la concentration économique des secteurs sur le territoire. Cette recherche permet de mieux comprendre les facteurs qui ont façonné le développement de différents secteurs du bioalimentaire et de réfléchir aux impacts différenciés qu’ont pu avoir divers facteurs comme les politiques gouvernementales, les conditions agroclimatiques, les conditions de marché, la technologie, les facteurs sociétaux, culturels, démographiques selon le territoire. Les auteurs montrent combien les décisions gouvernementales de soutien ou d’encadrement du secteur bioalimentaire ont de lourdes conséquences territoriales, d’où l’importance que cette dimension soit prise en considération plus systématiquement et ce, dès l’élaboration des programmes, quels qu’ils soient.