Dissertations / Theses: 'Mathématiques condensées'

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Daurel, Thomas. "Représentations condensées d'ensembles de règles d'association." Lyon, INSA, 2003. http://www.theses.fr/2003ISAL0059.

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Abstract:

Ces dernières années, l'utilisation de plus en plus massive des systèmes d'information a donné lieu à l'accroissement important du nombre de bases de données et à l'augmentation de leur taille. Leurs propriétaires ont ressenti de plus en plus fortement la valeur potentielle de ces bases de données. Ils ont alors commencé à essayer de valoriser ces grands volumes de données sans se limiter aux processus d'interrogation classiques, mais en tentant d'extraire des informations à forte valeur ajoutée pouvant aboutir à l'amélioration du niveau de connaissance des utilisateurs de ces bases. De ce problème est né une discipline : l'extraction de motifs fréquents. Beaucoup d’algorithmes de plus en plus performants furent développés pour ce type d’extractions entre 1994 et aujourd’hui. Il est maintenant souvent possible d’extraire de manière quasi exhaustive certains types de motifs fréquents contenus dans une base de données. L'inconvénient majeur rencontré est le suivant : les motifs trouvés sont trop nombreux. Il est difficile de les trier par ordre d'intérêt afin d'en tirer une information intéressante. Dans ce contexte, il nous a semblé particulièrement intéressant de trouver des représentations plus condensées de motifs extraits de manière à assurer une meilleur lecture de ces résultats. Plus précisément, nous avons travaillé sur les motifs appelés règles d'association et nous avons proposé deux représentations synthétiques de jeux de règles d'association. Nous avons conçu et implanté deux algorithmes pour calculer chacune de ces représentations, et nous avons montré leur efficacité en pratique. Enfin nous avons utilisé ces représentations avec des cas réels
Recently, the more and more intense usage of information systems yielded to the growth of the number and the size of the involved databases. The owners felt more and more the potential value of those databases. They started trying to these databases to advantage without being restricted to classical querying processes, but by attempting to extract information enclosing high added value, which could lead to the improvement of the users’ knowledge. This issue led to the creation of a new discipline : frequent pattern extraction. A lot more and more efficient algorithms were developed to address this kind of extraction since 1994. It is now often possible to extract in an exhaustive way in most of the cases certain types of frequent patterns enclosed in a database. The major drawback that met is the following : the discovered patterns are often too numerous. It is therefor difficult to sort them following an interest order in order to derive interesting information. In this context, it appeared that it is particularly interesting to find out more condensed representations of the extracted patterns in order to ensure a better reading of the results. More precisely, we have worked on the patterns called association rules, and we have proposed two global representations of association rules sets. We have designed and implemented tow algorithms for calculating each one of these representations, and we have shown their efficiency and effectiveness in practice. At last, we have conducted tests on real-life datasets

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Artusa, Marco. "Sur des théorèmes de dualité pour la cohomologie condensée du groupe de Weil d'un corps p-adique." Electronic Thesis or Diss., Bordeaux, 2024. http://www.theses.fr/2024BORD0228.

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Abstract:

L’objectif de cette thèse est double. Premièrement, on construit une théorie de cohomologie topologique pour le groupe de Weil d’un corps p-adique. En second lieu, on utilise cette théorie pour prouver des théorèmes de dualité, qui se manifestent sous la forme de la dualité de Pontryagin entre groupes abéliens localement compacts. Ces résultats améliorent des théorèmes de dualité existants et leur confèrent une perspective topologique. De tels objectifs peuvent être atteints grâce aux Mathématiques Condensées, qui fournissent un cadre dans lequel il est possible de faire de l’algèbre avec des objets topologiques. On définit une théorie cohomologique pour les groupes condensés et pro-condensés et on étudie ses propriétés. Ensuite, on applique cela au groupe de Weil d’un corps p-adique, considéré comme un groupe pro-condensé. On démontre que, dans certains cas particuliers, les groupes de cohomologie correspondants sont des groupes abéliens localement compacts de rangs finis. Ceci nous permet d’étendre la dualité locale de Tate à une catégorie plus générale de coefficients non nécessairement discrets, o`u elle prend la forme d’une dualité de Pontryagin entre groupes abéliens localement compacts. Dans la dernière partie de la thèse, on utilise le même cadre pour retrouver une version “à la Weil” de la dualité de Tate avec coefficients dans les variétés abéliennes, et plus généralement dans les 1- motifs, en exprimant ces dualités comme des accouplements parfaits entre groupes abéliens condensés. Pour ce faire, on associe à chaque groupe algébrique, resp. 1-motif, un groupe abélien condensé, resp. un complexe de groupes abéliens condensés, avec une action du groupe de Weil (pro-condensé). On appelle cette association la réalisation de Weil-étale condensée. On montre l’existence d’un accouplement de Poincaré condensé pour les variétés abéliennes, et on prouve une version condensée et “à la Weil” de la dualité de Tate à coefficients dans les variétés abéliennes, qui améliore le résultat correspondant de Karpuk. Enfin, on montre l’existence d’un accouplement de Poincaré condensé pour les 1-motifs. On prouve que cet accouplement est compatible à la filtration par les poids et on démontre un théorème de dualité à coefficients dans les 1- motifs, qui améliore un résultat de Harari-Szamuely
The goal of this thesis is twofold. First, we build a topological cohomology theory for the Weil group of p-adic fields. Secondly, we use this theory to prove duality theorems for such fields, which manifest as Pontryagin duality between locally compact abelian groups. These results improve existing duality theorems and give them a topological flavour. Condensed Mathematics allow us to reach these objectives, providing a framework where it is possible to do algebra with topological objects. We define and study a cohomology theory for condensed groups and pro-condensed groups, and we apply it to the Weil group of a p-adic field, considered as a pro-condensed group. The resulting cohomology groups are proved to be locally compact abelian groups of finite ranks in some special cases. This allows us to enlarge the local Tate duality to a more general category of non-necessarily discrete coefficients, where it takes the form of a Pontryagin duality between locally compact abelian groups. In the last part of the thesis, we use the same framework to recover a Weil-version of the Tate duality with coefficients in abelian varieties and more generally in 1-motives, expressing those dualities as perfect pairings between condensed abelian groups. To do this, we associate to every algebraic group, resp. 1-motive, a condensed abelian group, resp. a complex of condensed abelian groups, with an action of the (pro-condensed) Weil group. We call this association the condensed Weil-´etale realisation. We show the existence of a condensed Poincar´e pairing for abelian varieties and we prove a condensed-Weil version of the Tate duality with coefficients in abelian varieties, which improves the correspondent result of Karpuk. Lastly, we exhibit a condensed Poincar´e pairing for 1-motives. We show that this pairing is compatible with the weight filtration and we prove a duality theorem with coefficients in 1-motives, which improves a result of Harari-Szamuely

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Chiron, David. "Etude mathématique de modèles issus de la physique de la matière condensée." Paris 6, 2004. http://www.theses.fr/2004PA066053.

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Royo-Letelier, Jimena. "Etude de modèles mathématiques des condensats de Bose-Einstein pour différents types de pièges et d'interactions." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2013. http://www.theses.fr/2013VERS0028.

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Abstract:

Cette thèse porte sur l’étude mathématique de modèles théoriques des condensats de Bose-Einstein. On considère la fonctionnelle d’énergie de Gross-Pitaevskii pour différents types de piégeages et d'interactions. On étudie des modèles de condensats à deux dimensions définis sur tout l'espace, en rotation et à plusieurs composants, ainsi qu'un modèle décrivant une particule chargée dans un milieu périodique bidimensionnel avec champ magnétique. Les outils mathématiques utilisés sont les équations aux dérivées partielles, l'analyse non linéaire, la théorie géométrique de la mesure, la théorie spectrale et l'analyse semi-classique. Les résultats principaux vont dans quatre directions. Le premier résultat établit la non existence de vortex dans la zone de faible densité d'un condensat en rotation sous-critique. Le deuxième résultat montre la brisure de symétrie et de la ségrégation d'un condensat a deux composants dans le régime de fort couplage et faible interaction. On résout aussi un problème de partition optimale spectrale associée à un opérateur de Schrôdinger dans le plan. On introduit un nouveau modèle de minimisation du périmètre pour l'étude d'un condensat à deux composants dans le régime de fort couplage et forte interaction. Le troisième résultat concerne la I-convergence de la fonctionnelle d'énergie d'un condensat a deux composants dans ce dernier régime. Le dernier résultat traite du spectre d'un opérateur de Schrödinger périodique magnétique dans un réseau de kagome
This PhD thesis is devoted to the mathematical study of theoretical models for Bose-Einstein condensates. We consider the Gross-Pitaevskii functional for several types of trapping potentials and interactions. We analyze models for two-dimensional condensates defined over all R2, under rotation and with several components. We also analyze a model for a charged particle in a two-dimensional periodic media under magnetic field. The mathematical tools employed are partial differential equations, nonlinear analysis, geometric measure theory, spectral theory and semi-classical analysis. They are four main results. The first one establishes the non existence of vortex in the low density zone of a condensate under subcritical rotation. The second result proves the segregation and the symmetry breaking of a two components condensate in the strongly coupled and weakly interacting regime. We also solve an optimal partition problem associated with a Schrödinger operator in R2. We introduce a new minimal perimeter model for the study of two components condensate in the strongly coupled and strongly interacting regime. The third result is about the I-convergence of the energy functional of a two-component condensate in this last regime. The last result concerns the spectrum of a magnetic periodical Schrödinger operator on the kagome lattice

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Bourdin, Félicien. "Modélisation macroscopique de mouvements de foule à deux types, modèles SIR condensés." Thesis, université Paris-Saclay, 2022. http://www.theses.fr/2022UPASM013.

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Abstract:

On étudie dans cette thèse la modélisation macroscopique des mouvements de foule dans le cas d'une population divisée en plusieurs types ayant des comportements différents, ainsi que le développement de modèles d'épidémiologie dits ``SIR'' permettant l'analyse de la propagation d'une maladie infectieuse dans une école. Ces deux problématiques ont été étudiées séparément~: au sujet initial (les mouvements de foule) s'est superposé le problème de modélisation d'épidémie en milieu scolaire suite à une sollicitation de MODCOV19, une plateforme créée par le CNRS et l'INSMI pour centraliser et coordonner les projets de modélisation autour de l'épidémie de COVID-19. Cette thèse est donc composée de deux parties indépendantes. On analyse d'une part la convergence de différents schémas numériques découlant d'approches différentes de l'équation de mouvement de foule à deux types - flot gradient, catching-up, volumes finis. On étudie également l'homogénéisation de modèles microscopiques de particules vers le problème macroscopique. On s'intéresse enfin au problème inverse d'identification des paramètres des modèles étant donnée l'observation d'un mouvement de foule. D'autre part, on développe un type de modèle SIR dit ``condensé'', où les quantités épidémiologiques sont définies à l'échelle de groupes d'individus. On analyse formellement la qualité du processus de condensation lorsque l'on a accès à l'ensemble des interactions dans la population, et on présente l'implémentation effective réalisée en collaboration avec MODCOV19
We study in this thesis the macroscopic modelling of crowd motion in the case of a population divided in several types that may have different behaviours, as well as the development of SIR models in order to analyse the spread of an infectious disease in a school. These two issues were studied separetely. As the original topic of this thesis was crowd motion, we answered to a proposition of MODCOV19 - a platform created by CNRS and INSMI to centralize and coordinate modeling projects on the COVID-19 outbreak - to design epidemiological models adapted to school media. This work is thus composed of two independent parts. On the one hand we analyse the convergence of several numerical schemes that stem from different standpoints on the macroscopic crowd motion equation - optimal transport, gradient flow, finite volumes. We study as well the homogenization of microscopic models of particles towards the macroscopic model. We eventually investigate the inverse problem of identifying of the parameters of a model, being observed the motion of a crowd. On the other hand, we develop a class of ``condensed'' SIR models, where the epidemiological quantities are defined at the scale of groups of individuals. We formally analyse the quality of the condensation process when a full description of the interaction within the population is available. We then detail the implementation carried out in collaboration with MODCOV19

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Cotfas, Nicolae. "Modèles mathématiques pour cristaux et quasicristauxX." Grenoble INPG, 1998. http://www.theses.fr/1998INPG0130.

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Abstract:

Nous presentons une methode originale pour construire des ensembles infinis de points, de delaunay, dans l'espace euclidien de dimension n, n entier positif, pour decrire des quasicristaux, mais aussi des cristaux periodiques, en partant d'une idealisation mathematique de leur structure locale moyenne donnee par un g-cluster. Un g-cluster est ici une reunion finie d'orbites de g, ou g est le groupe de symetrie qui laisse invariantes les figures de diffraction de la structure a modeliser. En utilisant la theorie des representations lineaires entieres de groupes finis, on montre que chaque g-cluster definit une representation de g dans un espace de dimension superieur a n qui contient dans sa decomposition en representations irreductibles une representation equivalente a la representation de g dans l'espace physique. Cette decomposition permet d'utiliser la methode de la bande afin d'obtenir des ensembles modeles ou des ensembles de meyer. Cette methode permet d'etudier algebriquement les autosimilarites des modeles, et les notions de transition et de convergence d'un modele vers un autre par deformation continue du g-cluster. L'utilisation de ce formalisme a certains cristaux de type diamant leur fournit une description differente, tres avantageuse, qui simplifie grandement l'ecriture des operations de symetrie des grandeurs physiques qui leur sont associees. Nous presentons ces avantages dans le cadre de la mecanique quantique discrete sur des modeles periodiques a deux atomes par maille. Plusieurs exemples concrets de pavages quasiperiodiques sont analyses en detail.

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Hoonakker, Frank. "Graphes condensés de réactions, applications à la recherche par similarité, la classification et la modélisation." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2008. https://publication-theses.unistra.fr/restreint/theses_doctorat/2008/HOONAKKER_Frank_2008.pdf.

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Abstract:

Ce travail est consacré au développement de nouvelles méthodes de fouille de données dans le domaine des réactions en utilisant le concept de Graphe Condensé de Réaction (CGR). Le CGR est un graphe en 2D qui condense l’information contenue dans les réactifs et les produits d’une réaction. Grâce à la présence des liaisons conventionnelles (simples, doubles, etc. ) et dynamiques (coupure d’une liaison simple, transformation d’une double en simple etc. ), le CGR permet de condenser une réaction (incluant plusieurs molécules) en une pseudo-molécule. Ainsi, le CGR permettra d’appliquer des approches de chemoinformatique déjà développées pour les molécules. Trois applications possibles des CGRs ont été exploréees : – la classification non supervisée des réactions basées sur des algorithmes de clustering, – la recherche de réactions par similarité, – la modélisation structure-réactivité (QSRR, Quantitative Structure Reactivity Relationships). Ces méthodes, testées sur quatre bases de données contenant entre 1 000 et 200 000 réactions, ont démontré l’efficacité de l’approche et des logiciels développés. Un système d’optimisation de conditions réactionnelles a ainsi été implémenté et un brevet a été déposé aux États-Unis
This work is devoted to the developpement of new methods of mining of chemical reactions based on the Condensed Graph of Reaction (CGR) approach. A CGR integrates an information about all reactants and products of a given chemical reaction into one 2D molecular graph. Due to the application of both conventional (simple, double, etc. ) and dynamical (single to double, broken single, etc. ) bond types, a CGR ”condenses” a reaction (involving many molecules) into one pseudo-molecule. This formally allows one to apply to CGRs the chemoinformatics approaches earlier developed for individual compounds. Three possible applications of CGRs were considered: – unsupervised classification of reactions based on clustering algorithms; – reactions similarity search, and – Quantitative Structure Reactivity Relationships (QSRR). Model calculations performed on four databases containing from 1 000 to 200 000 reactions demonstrated high efficiency of the developed approaches and software tools. An system for optimizing reactions condition has been designed, and patented in the USA

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Florens, Serge. "Coherence et localisation dans les systemes d'electrons fortement correles." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00005825.

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Abstract:

Les sujets abordés ici sont relativement variés: systèmes de fermions corrélés, structures mésoscopiques et magnétisme quantique. Un cadre global d'étude est cependant fournit par la théorie de champ moyen dynamique (DMFT), dont nous avons tout d'abord vérifié les prédictions en relation avec des expériences récentes: transport de charge dans kappa-BEDT et photoémission sur TaSe2. Pour pallier à la grande complexité des approches théoriques usuelles, nous avons développé une technique de rotateur esclave qui a été appliquée avec succés à diverses questions liées à la transition de Mott (effets orbitaux, fluctuations magnétiques, écrantage), ainsi qu'à l'étude de nanostructures, permettant d'unifier les phénomènes antagonistes de blocage de Coulomb et de transport cohérent dû à l'effet Kondo. Finalement, on propose une extension de l'approche DMFT au problème du point critique quantique dans les fermions lourds et à la question du comportement liquide de spin sur le réseau Kagomé.

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Herzog, Basile. "Chemically accurate simulations by machine learning correlated approximations." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2023. http://www.theses.fr/2023LORR0126.

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Abstract:

Obtenir la précision chimique de façon systématique serait d'une aide considérable pour la découverte efficace de matériaux, la conception de médicaments ou l'étude de voies de réaction chimique. Alors que la théorie de la fonctionnelle de la densité est devenue la méthode de simulation de prédilection en science des matériaux, la qualité des résultats varie malheureusement souvent en fonction du choix spécifique de la fonctionnelle d'échange et corrélation, ce qui limite considérablement le pouvoir prédictif de cette méthode. Des approches plus corrélées, telles que la théorie du cluster couplé, l'approximation de la phase aléatoire ou les interactions de configurations, fournissent des résultats plus fiables d'une manière systématiquement améliorable. Leur coût de calcul les rend toutefois inaccessibles dans de nombreuses applications, et cela est particulièrement vrai pour les propriétés à température finie, où de nombreux calculs sont nécessaires pour reproduire des moyennes d'ensemble. L'apprentissage automatique, quant à lui, a prouvé sa capacité à réduire efficacement les coûts de calcul en utilisant l'information issue de précédents calculs. L'objectif de cette thèse est de contribuer au développement de nouvelles méthodes assistées par apprentissage automatique, pour obtenir des calculs chimiquement précis. La théorie des perturbations par apprentissage automatique (MLPT) est une récente approche prometteuse capable d'obtenir la précision chimique pour des propriétés à température finie, en estimant des propriétés thermodynamiques au niveau d'approximations quantiques très coûteuses. Pour ce faire, on apprend la différence d'énergie entre deux méthodes, en utilisant quelques échantillons d'une statistique de référence produite à partir d'un niveau de théorie réalisable sur le plan numérique, et l'on repondère les statistiques pour la méthode cible (inaccessible sur le plan numérique), au moyen de la théorie des perturbations thermodynamiques (TPT). Dans cette thèse, une possible limitation de la méthode MLPT est étudiée, issue de la théorie de la perturbation thermodynamique, lorsqu'un faible chevauchement entre les espaces configurationnels de référence et cible produit des estimations biaisées de la moyenne cible. Un test de diagnostic pour ce problème est proposé, ainsi qu'une solution sous la forme d'un rééchantillonnage Monte Carlo utilisant le même modèle d'apprentissage automatique. La méthode MLPT est ensuite appliquée pour estimer l'enthalpie d'adsorption du dioxyde de carbone dans une zéolite dans la théorie du cluster couplé, avec excitations simples, doubles, et triples perturbatifs (CCSD(T)). Enfin, sur un autre sujet, une nouvelle méthode est présentée, dans le cadre de l'interaction de configuration (CI), pour échantillonner de manière itérative et efficace de nouveaux déterminants de Slater à l'aide d'un modèle génératif. Cet algorithme, appelé CIgen, s'avère compétitif ou plus performant que d'autres approches Monte Carlo et ML du problème CI
The ability to systematically compute physical properties at chemical accuracy would be of tremendous help for efficient in silico material discovery, drug design or chemical reaction pathways study. While density functional theory has become the workhorse of materials simulations, the quality of results unfortunately often varies depending on the specific choice of the exchange-correlation functional, andthis significantly limits the predictive power of this approach. More correlated approaches, such a coupled cluster theory, the random phase approximation, or configuration interaction, provide more reliable results in a systematically improvable way. Their computational cost however render them inaccessible in a lot of applications, and this is particularly true for finite temperature properties, where many samples calculations are necessary to reproduce ensemble averages. Machine learning (ML) on the other, has proven its ability to efficiently reduce computational costs by using knowledge from previous calculations. The aim of this thesis is to contribute to the on-going development of ML assisted methods to obtain chemically accurate calculations. Machine learning perturbation theory (MLPT) is a recent promising approach capable of obtaining chemically accurate finite temperature properties by producing ensemble property estimates for highly expensive computational methods. This is achieved by learning the energy difference between two methods, using few samples from a reference statistics produced from a computationally feasible level of theory, and reweighting the later statistics to the computationally inaccessible target method, with thermodynamic perturbation theory (TPT). In this thesis, the MLPT method is tested against possible limitations of TPT, when a poor overlap between reference and target configurational space produce biased target estimates. A diagnostic test for this problem is proposed, together with a solution in the form of Monte Carlo resampling using the same ML model. MLPT is further applied to compute a coupled cluster estimate of the adsorption enthalpy of carbon dioxide inside a periodic zeolite. Finally, on another topic, a new method is presented, in the framework of configuration interaction (CI), to efficiently iteratively sample new Slater determinants using a generative ML model. This algorithm, called CIgen, is shown to be competitive or outperform other Monte Carlo and ML approaches to the CI problem

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Théveniaut, Hugo. "Méthodes d'apprentissage automatique et phases quantiques de la matière." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30228.

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Abstract:

Mon travail de thèse s'est articulé autour de trois manières d'utiliser les méthodes d'apprentissage automatique (machine learning) en physique de la matière condensée. Premièrement, j'expliquerai comment il est possible de détecter automatiquement des transitions de phase en reformulant cette tâche comme un problème de classification d'images. J'ai testé la fiabilité et relevé les limites de cette approche dans des modèles présentant des phases localisées à N corps (many-body localized - MBL) en dimension 1 et en dimension 2. Deuxièmement, j'introduirai une représentation variationnelle d'états fondamentaux sous la forme de réseaux de neurones (neural-network quantum states - NQS). Je présenterai nos résultats sur un modèle contraint de bosons de coeur dur en deux dimensions avec des méthodes variationnelles basées sur des NQS et de projection guidée. Nos travaux montrent notamment que les états NQS peuvent encoder avec précision des états solides et liquides de bosons. Enfin, je présenterai une nouvelle approche pour la recherche de stratégies de corrections d'erreur dans les codes quantiques, cette approche se base sur les techniques utilisées pour concevoir l'intelligence artificielle AlphaGo. Nous avons pu montrer que des stratégies efficaces peuvent être découvertes avec des algorithmes d'optimisation évolutionnistes. En particulier, nous avons observé que des réseaux de neurones peu profonds sont compétitifs avec les réseaux profonds utilisés dans des travaux antérieurs, représentant un gain d'un facteur 10000 en termes de nombre de paramètres
My PhD thesis presents three applications of machine learning to condensed matter theory. Firstly, I will explain how the problem of detecting phase transitions can be rephrased as an image classification task, paving the way to the automatic mapping of phase diagrams. I tested the reliability of this approach and showed its limits for models exhibiting a many-body localized phase in 1 and 2 dimensions. Secondly, I will introduce a variational representation of quantum many-body ground-states in the form of neural-networks and show our results on a constrained model of hardcore bosons in 2d using variational and projection methods. In particular, we confirmed the phase diagram obtained independently earlier and extends its validity to larger system sizes. Moreover we also established the ability of neural-network quantum states to approximate accurately solid and liquid bosonic phases of matter. Finally, I will present a new approach to quantum error correction based on the same techniques used to conceive the best Go game engine. We showed that efficient correction strategies can be uncovered with evolutionary optimization algorithms, competitive with gradient-based optimization techniques. In particular, we found that shallow neural-networks are competitive with deep neural-networks

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Suarez, Jimmy. "Modélisation de la combustion diphasique de l’aluminium et application sur la post-combustion d'une charge explosive condensée dans l'air." Thesis, Toulouse, INPT, 2020. http://www.theses.fr/2020INPT0099.

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Abstract:

La combustion de l'aluminium est un phénomène présent dans de nombreux domaines, tels que le domaine du spatial, de la défense et de l'automobile. Une fois allumée, une particule d'aluminium représente un excellent vecteur d'énergie pour l'écoulement environnant grâce à sa grande densité énergétique. Sa combustion avec l'air, ou avec d'autres oxydants, a fait l'objet de quelques études expérimentale et numérique, ce qui a mis en avant l'une des particularités de cette combustion diphasique. Lors de la combustion de l'aluminium, elle produit une espèce appelée alumine qui existe uniquement en phase liquide dans ses gaz brûlés. Cette particularité rend la modélisation de la combustion diphasique de l'aluminium complexe à modéliser. L'objectif de cette thèse est divisé en deux parties. La première partie est de développer un modèle de combustion diphasique de l'aluminium avec l'air. Cette modélisation est une simulation Euler- Lagrange réalisée avec AVBP, qui est un code de simulation mis en place par le CERFACS. Elle prend en compte la combustion rapide de l'aluminium en phase gazeuse et les changements de phase qui interviennent comme la fusion et l'évaporation de l'aluminium, mais aussi la condensation et la solidification de l'alumine. Une méthode de germination est développée pour permettre la condensation de l'alumine dans les gaz brûlés et suivre de façon lagrangienne sa croissance derrière la flamme aluminium-air. Cette modélisation nous a permis de simuler des flammes aluminium-air 1D et 2D pour les comparer aux données expérimentales trouvées dans la littérature. La seconde partie de cette thèse est l'analyse de la dispersion et de la participation énergétique de l'aluminium dans la post-combustion d'une charge explosive. Le phénomène de post-combustion est très lumineux et rapide, ce qui empêche expérimentalement de connaître l'évolution de l'état des particules d'aluminium contenues initialement dans la charge explosive. Ces simulations permettent de suivre la dispersion des particules et leurs interactions avec les différentes phases qui composent la post-combustion. Un modèle de combustion de particule isolée est repris de la littérature et adapté à notre cas d'étude. Ainsi l'influence de la présence physique des particules et de la chaleur dégagée par leur combustion a pu être évaluée sur l'évolution de la boule de feu et la propagation du choc secondaire. L'ensemble de ces travaux de thèse, que ce soit pour la modélisation de la flamme aluminium-air et l'analyse de l'impact de l'aluminium sur la post-combustion, a montré des résultats convaincants par rapport aux données de la littérature. Les modèles numériques utilisés et développés sont prometteurs pour des futures études sur la combustion de l’aluminium
The combustion of aluminum is a phenomenon present in many fields, such as the space, defense and automotive fields. Once ignited, an aluminum particle represents an excellent energy carrier for the surrounding flow with its high energy density. Its combustion with air, or with other oxidants, has been the subject of some experimental and numerical studies, which has highlighted one of the particularities of this two-phase combustion. During the aluminum combustion, it produces a species called alumina which exists only in the liquid phase in its burning gases. This particularity makes the modeling of the two-phase combustion of aluminum complex to model. The objective of this thesis is divided into two parts. The first part is to develop a model of two-phase combustion of aluminum with air. This modeling is an Euler-Lagrange simulation created with AVBP, which is a simulation code implemented by CERFACS. It takes into account the rapid combustion of aluminum in the gaseous phase and the phase changes that occur such as the melting and evaporation of aluminum, but also the condensation and solidification of alumina. A germination method is developed to allow the condensation of alumina in the burning gases and to follow its growth in a Lagrangian way behind the aluminum-air flame. This modeling allowed us to simulate 1D and 2D aluminum-air flames to compare them to the experimental data found in the literature. The second part of this thesis is the analysis of the dispersion and the energetic participation of aluminum in the post-combustion of an explosive charge. The phenomenon of post-combustion is very bright and rapid, which experimentally prevents knowing the evolution of the state of the aluminum particles initially contained in the explosive charge. These simulations make it possible to follow the dispersion of the particles and their interactions with the different phases that make up the post-combustion. An isolated particle combustion model is taken from the literature and adapted to our case study. Thus the influence of the physical presence of particles and of the heat released by their combustion could be evaluated on the evolution of the fireball and the propagation of the secondary shock. All of this thesis work, whether for the modeling of the aluminum-air flame and the analysis of the impact of aluminum on the post-combustion, showed convincing results compared to the data of the literature. The numerical models used and developed are promising for future studies on the combustion of aluminum

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Di, Marco Angelo. "Phénomènes électriques et thermiques dans des nanostructures supraconductrices." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAY099/document.

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Abstract:

Ma thèse de doctorat traite de l'étude théorique des phénomènes thermoélectriques qui se produisent dans des nanostructures supraconductrices qui sont l'objet de plusieurs lignes de recherche de la physique de la matière condensée. Nous nous focalisons sur quatre dispositifs basés sur les supraconducteurs et de minces barrières isolantes où le transport de la charge et de la chaleur est gouverné par l'effet tunnel quantique. Nous commençons par analyser une jonction métal Normal-Isolant-Supraconducteur (N-I-S). En principe, aucun courant à une particule ne peut s'écouler dans ce circuit quand le voltage de polarisation est en dessous du gap d'énergie de S. Pourtant, un courant de fuite en dessous du gap est observé dans la courbe caractéristique courant-voltage (I-V) expérimental de ce dispositif, même à très basses températures. Nous montrons que l'absorption de photons de l'environnement électromagnétique à haute température connecté à la jonction est une origine possible du processus de tunnel à un électron en dessous du gap. Nous considérons une jonction N-I-S connectée à l'environnement soit directement soit indirectement au moyen d'une ligne de transmission résistif à basse température. Nous analysons analytiquement et numériquement le courant en dessous du gap dans ces deux circuits. Ensuite nous considérons un transistor hybride à un électron (SET) constitué d'une île de métal normal N contrôlée avec une tension de grille et connectée, au moyen de deux jonctions à effet tunnel, à deux fils supraconducteurs S polarisés en tension (S-I-N-I-S). Lorsque l'on fait varier le voltage de N correctement dans le temps, un courant contrôlable à un électron s'écoule entre les deux supraconducteurs. En principe, la réflexion d'Andreev, c'est-à-dire l'effet tunnel à deux électrons de N à S, peut être interdite. Expérimentalement, ce processus à deux particules contribue aussi au courant total à travers le SET. Nous montrons que l'échange de photons entre ce dispositif et l'environnement électromagnétique où il est disposé rend la réflexion d'Andreev énergétiquement possible. De plus, nous discutons comment cet effet limite la précision du processus de tunnel à un électron nécessaire pour les applications métrologiques. Ensuite nous nous focalisons sur les caractéristiques thermodynamiques des jonctions supraconductrices à effet tunnel. Nous discutons d'abord des capacités de refroidissement électronique des dispositifs à double jonction S1-I-N-I-S1 et S2-I-S1-I-S2, où les supraconducteurs S2 et S1 ont un gap d'énergie différent. Après nous étudions le design et le fonctionnement d'un nanoréfrigérateur électronique à cascade basé sur une combinaison de ces deux structures. Nous montrons numériquement que une île de métal normal peut être réfrigérée au dessous de 100 mK à partir d'une température de 500 mK. Nous discutons ensuite de la réalisation pratique et des limitations d'un tel dispositif. Enfin, nous considérons la dynamique d'une jonction à sauts de phase quantique (QPSJ) connectée à une source de micro-ondes. En ce qui concerne une jonction Josephson ordinaire, une QPSJ peut montrer des marches de Shapiro duals, c'est-à-dire des plateaux de courant bien définis situés à des multiples entiers de la fréquence des micro-ondes dans la courbe caractéristique I-V. Aucune observation expérimentale n'a abouti jusqu'à maintenant. Les fluctuations thermiques et quantiques peuvent nettement étaler la courbe I-V. Pour comprendre ces effets, nous déterminons la caractéristique I-V d'une QPSJ polarisée en courant, irradiée avec des micro-ondes et connectée à un environnement résistif et inductif. Nous montrons que l'effet de ces fluctuations est gouverné par la résistance de l'environnement et par le rapport entre l'énergie de phase-slip et l'énergie inductive. Nos résultats sont importants pour les expériences qui visent à l'observation des marches de Shapiro duals dans les QPSJ pour la définition du courant quantique standard
The aim of my Ph.D. thesis is to study theoretically the thermoelectric phenomena occurring in some superconducting nanostructures which are the object of various research lines in condensed matter physics. Specifically, we focus on four different devices based on superconductors and insulating tunnel barriers where both charge and heat transport are governed by the quantum tunneling effect. We start by considering a voltage-biased Normal metal-Insulator-Superconductor (N-I-S) tunnel junction. No single-particle current is expected to flow in this circuit when the applied voltage is below the superconducting energy gap of S. However, in real experiments, a subgap leakage current is observed in the current-voltage (I-V) characteristic of this device, even at very low temperatures. We show that the absorption of photons from the high-temperature electromagnetic environment connected to the junction is a possible origin of the single-particle tunneling below the gap. We first consider a N-I-S junction directly coupled to the environment. Then we focus on a circuit where a low-temperature lossy transmission line is inserted between them. For both these circuits, we analyze analytically and numerically the subgap leakage current. We find, in particular, that it is exponentially suppressed as the length and the resistance per unit length of the line are increased. Then, we go beyond the single N-I-S junction considering a hybrid single-electron transistor (SET) constituted by a gate-controlled normal-metal island (N) connected to two voltage-biased superconducting leads (S) by means of two tunnel junctions (S-I-N-I-S). A controlled single-electron current flows between the two superconductors by properly changing in time the gate potential of N. In principle, the Andreev reflection, i.e., the tunneling of two electrons from N to S can be ideally suppressed when the charging energy of N is larger than the energy gap of S. Actually, in real experiments, this two-particle tunneling process also contributes to the total current through the SET. We show that the exchange of photons between the S-I-N-I-S device and the high-temperature electromagnetic environment where it is embedded makes the Andreev reflection energetically possible. We discuss how this effect limits the single-electron tunneling accuracy needed for metrological applications. Next, we focus on the thermodynamical features of the superconductor-based tunnel junctions. We first consider the well-known electronic cooling capabilities of the S1-I-N-I-S1 and S2-I-S1-I-S2 double-junction devices, where S2 and S1 are superconductors with different energy gaps. Then, we study the design and operation of an electronic nanorefrigerator based on a combination of these two structures, i.e., a cascade cooler. We show numerically that a normal-metal island can be cooled down to about 100 mK starting from a bath temperature of 500 mK. We discuss the practical implementation, potential performance and limitations of such a device. Finally, we consider the dynamics of a quantum phase-slip junction (QPSJ) connected to a microwave source. With respect to an ordinary Josephson junction, a QPSJ can sustain dual Shapiro steps, consisting of well-defined current plateaus at multiple integers of the microwave frequency in the I-V characteristic. Their experimental observation has been elusive up to now. We argue that thermal and quantum fluctuations can smear the I-V curve considerably. To understand these effects, we determine the I-V characteristic of a current-biased QPSJ under microwave irradiation and connected to an inductive and resistive environment. We find that the effect of these fluctuations is governed by the resistance of the environment and by the ratio of the phase-slip energy and the inductive energy. Our results are of interest for experiments aimed at the observation of dual Shapiro steps in QPSJ devices for the definition of the quantum current standard

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Blanc, Xavier. "Equations aux dérivés partielles elliptiques non linéaires. Applications à la modélisation des solides et aux condensats de Bose-Einstein." Habilitation à diriger des recherches, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00136839.

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Abstract:

Les travaux présentés dans ce mémoire portent sur des problèmes d'équations ou de systèmes d'équations aux dérivées partielles (EDPs) elliptiques non linéaires. Ils apparaissent comme des équations d'Euler-Lagrange de problèmes de minimisation sous contrainte avec perte de compacité à l'infini. Ces problèmes sont de plus tous liés à des modèles de physique : strucure électronique des solides et (hyper)-élasticité non linéaire (chapitres 1,2 et 3 d'une part, et condensats de Bose-Einstein (chapitre 4) d'autre part.

La base de travail des chapitres 1, 2 et 3 est le modèle de Thomas-Fermi-von Weizsäcker (TFW), ou certaines de ses extensions. Dans ce modèle, un système moléculaire est décrit par N noyaux, qui sont des particules classiques ponctuelles, et N électrons, qui sont des particules quantiques définies par leur densité collective. L'énergie TFW, qui dépend des positions des noyaux et de la densité électronique, est minimisée par rapport à cette dernière. Ce modèle est défini au départ pour un nombre fini de noyaux et d'électrons, et sa définition pour une infinité de particules est un problème non trivial. Ce problème, dit de limite thermodynamique, consiste à faire tendre conjointement le nombre de noyaux et d'électrons vers l'infini, en imposant une certaine géométrie (typiquement la périodicité) aux noyaux, et à obtenir la convergence de la densité d'électrons, ainsi que de l'énergie moyenne du système. Ce problème a été résolu dans le cas périodique par I. Catto, C. Le Bris et P.-L. Lions.

Le chapitre 1 aborde le problème de la justification de la périodicité supposée dans l'ouvrage de Catto, Le Bris et Lions. Dans la section 1.3, on considère l'énergie TFW d'un cristal comme une fonction du réseau périodique définissant la position des noyaux, et on étudie l'existence d'un minimiseur. Un préliminaire à ce travail, présenté dans la section 1.2, est l'étude des cas dégénérés de réseaux périodiques, à savoir le cas où les noyaux sont répartis périodiquement sur un plan d'une part, et celui où les noyaux sont répartis périodiquement sur une droite d'autre part.

Les sections 1.4 et 1.5 abordent le problème sans supposer la périodicité : on minimise l'énergie TFW par rapport à la densité électronque et par rapport à la position des noyaux, à N fixé, et on démontre alors que quand N tend vers l'infini, la configuration minimisante devient périodique. Ce problème est traité théoriquement pour le cas 1D (section 1.4), puis une étude numérique est faite sur le cas 2D (section 1.5), indiquant que le résultat est aussi vrai dans ce cas.

Bien que la périodicité soit une bonne approximation pour les cristaux simples, il arrive souvent (dans le cas des polycristaux, des solides amorphes ou de solides cristallins présentant des dislocations par exemple) que cette hypothèse ne soit pas valable. C'est pourquoi on étudie dans le chapitre 2 les problèmes de définition du modèle TFW, pour des solides dont les positions de noyaux ne sont pas périodiques. Un cas déterministe est présenté dans la section 2.1.1, où l'on construit le cadre fonctionnel nécessaire à la définition du modèle, puis on résout le problème de limite thermodynamique associé. La section 2.1.2 présente un cas où les positions des noyaux sont stochastiques. Là aussi, on commence par construire un cadre stochastique (stationnaire ergodique) nécessaire, puis on résout le problème de limite thermodynamique correspondant.

Outre ces problèmes de limite thermodynamique, qui font le lien entre un modèle moléculaire et le modèle de théorie des solides correspondant, on étudie dans la section 2.2 des modèles (dits "orbital-free'') plus élaborés utilisés dans certains codes de chimie, sans chercher à les justifier par limite thermodynamique. Cette étude montre que le problème variationnel est mal posé, et que le "minimum'' calculé est un minimum local vraisemblablement dépendant de la discrétisation utilisée et du point de départ de l'algorithme de minimisation.

Le modèle TFW est un modèle microscopique. Il est cependant naturel, après l'avoir défini pour des solides (cristallins ou non), d'étudier le lien de ce modèle avec des modèles d'élasticité non linéaire. Ce problème est évoqué dans le chapitre 3, où on considère l'énergie d'un système atomique déformé par un diffémorphisme u, et on passe à la limite quand la distance inter-atomique tend vers 0. On obtient ainsi une énergie hyperélastique qui a la forme de celles utilisées en mécanique. La section 3.1 présente ce travail dans un cadre déterministe, la section 3.2 le même type de résultat dans le cas où les positions des noyaux sont stochastiques.

La section 3.3 présente une étude similaire, mais dans le cas d'un joint collé, c'est-à-dire d'une interface d'épaisseur nulle au niveau macroscopique (mais infinie au niveau microscopique). Ce cas est particulier car il doit autoriser un saut de la déformation à travers l'interface, ce qui lui impose une régularité moindre que précédemment.

Dans le même esprit, la section 3.4 présente l'analyse du couplage entre un modèle de mécanique des milieux continus et le modèle discret correspondant. L'idée est ici d'étudier la déformation d'un solide qui est régulière dans une partie du solide, mais présente des singularités. Là où la déformation est régulière, on utilise un modèle d'élasticité standard, et là où la déformation est singulière, on revient au modèle discret mettant en jeu les atomes et leurs interactions. Comme à notre connaissance aucune étude théorique n'existait sur ce type de théorie, nous avons étudié un cas très simple de dimension 1, et obtenu des résultats qui laissent penser que le modèle est "bon'' dans le cas convexe (i.e si le potentiel d'interaction des atomes est convexe), mais beaucoup plus douteux dans le cas contraire.

Le chapitre 4 présente des travaux sur les condensats de Bose-Einstein. La première section porte sur l'écoulement d'un condensat autour d'un obstacle (physiquement, un laser). Nous établissons l'existence d'une solution sans vortex si la vitesse de translation de l'obstacle est suffisamment faible. Ce résultat avait déjà été établi pour un modèle de dimension 2, et nous l'avons étendu au cas plus réaliste de dimension 3, en étudiant en particulier la zone du bord du condensat où le modèle 2D n'est pas valable (contrairement au coeur du condensat).

La section 4.3 concerne l'étude de condensats en rotation, et en particulier des vortex nucléés par cette rotation. Les résultats présentés portent sur la rotation rapide : si Omega est la vitesse de rotation, le système n'a de minimum d'énergie que si Omega < 1. La rotation rapide correspond à la limite Omega tend vers 1. Dans ce régime, la fonction d'onde peut être approximée avec une bonne précision par une fonction analytique multipliée par une gaussienne. Les vortex sont alors les zéros de cette fonction. Nous établissons une borne supérieure de l'énergie en utilisant une fonction test dont les zéros forment un réseau distordu sur les bords du condensat. Ceci est en accord avec les observations expérimentales et numériques.

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Macé, Nicolas. "Propriétés électroniques des quasicristaux." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS313/document.

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Abstract:

Nous considérons le problème d’un électron sur des pavages quasipériodiques en une et deux dimensions. Nous introduisons tout d’abord les pavages quasipériodiques d’un point de vue géométrique, et défendons en particulier l’idée que ces pavages sont les pavages apériodiques les plus proches de la périodicité. Nous concentrant plus particulièrement sur l’un des pavages quasipériodiques les plus simples, la chaîne de Fibonacci, nous montrons à l’aide d’un groupe de renormalisation que la multifractalité des états électroniques découle directement de l’invariance d’échelle de la chaîne. Élargissant ensuite notre champ d’étude à un ensemble de chaînes quasipériodiques, nous nous intéressons au théorème de label des gaps, qui décrit comment la géométrie d’une chaîne donnée contraint les valeurs que peut prendre la densité d’états intégrée dans les gaps du spectre électronique. Plus précisément, nous nous intéressons à la façon dont l’énoncé de ce théorème est modifié lorsque l’on considère une séquence d’approximants périodiques approchant une chaîne quasipériodique. Enfin, nous montrons comment des champs de hauteurs géométriques peuvent être utilisés pour construire des états électroniques exacts sur des pavages en une et deux dimensions. Ces états sont robustes aux perturbations du hamiltonien, sous réserve que ces dernières respectent les symétries du pavage sous-jacent. Nous relions les dimensions fractales de ces états à la distribution de probabilités des hauteurs, que nous calculons de façon exacte. Dans le cas des chaînes quasipériodiques, nous montrons que la conductivité suit une loi d’échelle de la taille de l’échantillon, dont l’exposant est relié à cette même distribution de probabilités
We consider the problem of a single electron on one and two-dimensional quasiperiodic tilings. We first introduce quasiperiodic tilings from a geometrical point of view, and point out that among aperiodic tilings, they are the closest to being periodic. Focusing on one of the simplest one-dimensional quasiperiodic tilings, the Fibonacci chain, we show, with the help of a renormalization group analysis, that the multifractality of the electronic states is a direct consequence of the scale invariance of the chain. Considering now a broader class of quasiperiodic chains, we study the gap labeling theorem, which relates the geometry of a given chain to the set of values the integrated density of states can take in the gaps of the electronic spectrum. More precisely, we study how this theorem is modified when considering a sequence of approximant chains approaching a quasiperiodic one. Finally, we show how geometrical height fields can be used to construct exact eigenstates on one and two-dimensional quasiperiodic tilings. These states are robust to perturbations of the Hamiltonian, provided that they respect the symmetries of the underlying tiling. These states are critical, and we relate their fractal dimensions to the probability distribution of the height field, which we compute exactly. In the case of quasiperiodic chains, we show that the conductivity follows a scaling law, with an exponent given by the same probability distribution

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Muller, Christophe. "Relations structure-activité pour le métabolisme et la toxicité." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00834868.

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Abstract:

Prédire à l'avance quels composés seront toxiques chez l'homme ou non représente un réel challenge dans le monde pharmaceutique. En effet, les mécanismes à l'origine de la toxicité ne sont pas toujours bien connus, et à cela s'ajoute le fait qu'un composé peut devenir néfaste seulement après qu'il ait été métabolisé. Nous proposons ici une approche originale utilisant les graphes condensés de réactions afin de modéliser les réactions métaboliques et prédire le devenir des xénobiotiques dans l'organisme humain. Différentes formes de toxicité sont aussi prédites : la mutagénicité et l'hépatotoxicité. Pour cette seconde toxicité, l'approche utilisée est la première à notre connaissance à prédire avec succès les molécules toxiques décrites par des données autres que résultant d'observations in vivo.

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Nambully, Suresh Kumar. "A Filtered-Laminar-Flame PDF subgrid scale closure for LES of Premixed Turbulent Flames : Application to a Stratified Bluff-body burner with Differential Diffusion." Electronic Thesis or Diss., Rouen, INSA, 2013. http://www.theses.fr/2013ISAM0014.

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Abstract:

Un modèle de sous-maille pour la simulation aux grandes échelles de la combustion turbulente, basé sur le filtrage de flammes laminaires est présenté. Le formalisme repose sur une fonction de densité de probabilité (PDF) présumée construite à partir du filtrage de flammes laminaires 1D et sur une chimie tabulée. La taille de filtre LES appliqué à la combustion n'est pas fixée dans cette nouvelle approche mais est déterminée en fonction du niveau local de fluctuations de sous-maille. Le modèle a été validé sur des flammes laminaires 1D filtrées, sur des flammes de bec Bunsen et sur une configuration 3D turbulente avec la LES d'un brûleur à swirl. La comparaison de la simulation avec l'expérience en prémélangé et en stratifié est pleinement satisfaisante confirmant l'intérêt du nouveau modèle. Les échelles spatiales associées à la stratification sont trouvées grandes devant celles associées à la flamme (épaisseurs de zone de réaction et thermique) dont la propagation reste quasi-homogène
A sub-grid scale closure for Large Eddy Simulation (LES) of turbulent combustion, based on physical space filtering of laminar flames is presented. The proposed formalism relies on a presumed probability density function (PDF) derived from the filtered laminar flames and flamelet tabulated chemistry. The combustion LES filter size is not fixed in this novel approach when sub-grid scale wrinkling occurs, but calibrated depending on the local level of unresolved scalar fluctuations. The model was validated by simulating 1D filtered laminar flames and 2D Bunsen flames. Subsequently, the model was tested on a 3D turbulent scenario by performing LES of the premixed and stratified configurations of the Cambridge swirl burner, experimentally studied by Sweeney and co-workers. Comparison of simulation and experiments for both the premixed and stratified configurations showed good agreement emphasizing the model characteristiscs. Instantaneous and time averaged LES data were analyzed to extract

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Squizzato, Davide. "Exploring Kardar-Parisi-Zhang universality class : from the dynamics of exciton-polariton condensates to stochastic interface growth with temporally correlated noise." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAY043.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous étudions des réalisations de l'équation de Kardar-Parisi-Zhang (KPZ) dans deux systèmes physiques différents. Le premier est un condensat hors équilibre d’Exciton-Polaritons, des excitations quasi-particulaires issues de l'interaction entre photons confinés et excitons. Un lien entre la dynamique de la phase du condensât et la dynamique KPZ avait été établi dans la littérature. En utilisant un modèle et des paramètres proches des configurations expérimentales réelles, nous montrons que des propriétés universelles KPZ sont observables dans des systèmes expérimentaux actuels à une dimension, et nous étendant cette analyse en examinant les propriétés dépendantes de la géométrie. De plus, nous généralisons cette correspondance pour des systèmes inhomogènes, dans lesquels le confinement, le désordre et les phonons activés thermiquement sont pris en compte. Les deuxièmes systèmes physiques que nous étudions sont des surfaces de croissance classiques dont la dynamique microscopique implique des corrélations temporelles dans le temps. Ces phénomènes sont décrits par une équation de KPZ dans laquelle le bruit est corrélé temporellement. Cette corrélation brise l'une des symétries principales de l'équation de KPZ et conduit possiblement à un nouveau point fixe. En utilisant la technique du groupe de renormalisation non perturbartive (NPRG), nous étudions des systèmes corrélés temporellement à court et à long terme dans une et deux dimensions. Dans le cas unidimensionnel, nous montrons que le point fixe pur KPZ persiste dans le cas à court terme et dans celui à long terme jusqu’à une valeur critique de l’exposant de corrélation. Ceci clarifie un débat de longue date sur les effets d'une corrélation temporelle infinitésimale dans l’équation de KPZ. En deux dimensions, nous trouvons une image similaire. Aucun autre résultat, à l'exception d'un calcul perturbatif à une boucle, n'existait dans la littérature pour deux dimensions
In this thesis we study the Kardar-Parisi-Zhang (KPZ) equation in two different physical systems. The first is an out-of-equilibrium condensate of Exciton-Polaritons, which are quasi-particle excitations stemming from the interaction between confined photons and excitons. A mapping between the dynamics of the phase of the condensate and the KPZ dynamics was predicted in the literature. By using a model and parameters close to real experimental setups, we show that in excitons polaritons the distributions of the phase of the condensate follows the law predicted by KPZ equation and that KPZ universal properties are indeed observable in actual experimental systems in one dimension. Furthermore we generalize the mapping to inhomogeneous systems, in which confinement, disorder and thermally activated phonons are taken into account. The second physical systems we investigate are classical growing surfaces whose underlining microscopic dynamics involves temporal correlations in time. These phenomena are described by a KPZ equation wherethe noise is temporally correlated. This correlation breaks one of the founding symmetry of KPZ equation and leads to a possible new fixed point. Using non-perturbartive renormalization group (NPRG) technique we study both short and long range temporally correlated systems in one and two dimensions. In the one-dimensional case we show that the pure KPZ fixed point persists both in the short range and in the long range, up to a critical value of the correlation exponent. This clarifies a long lasting debate on the effects of infinitesimal time correlation inKPZ equation. In two dimensions we find a similar picture. No other results, except for a one-loop perturbative calculation existed in the literature for two dimensions

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Luca, Aurélie de. "Espaces chimiques optimaux pour la recherche par similarité, la classification et la modélisation de réactions chimiques représentées par des graphes condensés de réactions." Thesis, Strasbourg, 2015. http://www.theses.fr/2015STRAF027.

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Abstract:

Cette thèse vise à développer une approche basée sur le concept de Graphe Condensé de Réaction (GCR) capable de (i) sélectionner un espace optimal de descripteurs séparant au mieux différentes classes de réactions, et (ii) de préparer de nouveaux descripteurs pour la modélisation « structure–réactivité ». Cette méthodologie a été appliquée à la recherche par similarité dans une base de données contenant 8 classes de réaction différentes; et à la cartographie de son espace chimique en utilisant des cartes de Kohonen et de cartes topographiques génératives. La seconde partie de la thèse porte sur le développement de modèles prédictifs pour le pKa et pour des conditions optimales pour différents types de réaction de Michael impliquant à la fois les descripteurs d’effet électronique et des descripteurs calculés sur les GCR
This thesis aims to develop an approach based on the Condensed Graph of Reaction (CGR) method able to (i) select an optimal descriptor space the best separating different reaction classes, and (ii) to prepare special descriptors to be used in obtaining predictive structure-reactivity models. This methodology has been applied to similarity search studies in a database containing 8 different reaction classes, and to visualization of its chemical space using Kohonen maps and Generative Topographic Mapping. Another part of the thesis concerns development of predictive models for pKa and for optimal conditions for different types of Michael reaction involving both CGR-based and Electronic Effect Descriptors

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Désert, Anne. "Contribution à l'étude des propriétés structurales vibrationnelles et magnétiques du composé bidimensionnel KFeF4." Le Mans, 1990. http://www.theses.fr/1990LEMA1013.

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Abstract:

Les études structurales du composé feuilleté KFeF4, effectuées par analyse thermique et diffraction de neutrons sur poudre ont monté qu'au-dessus de 400K (phase I) le groupe d'espace de KFeF4 est Bmmb. Aucune trace de la transition signalée à 563K n'a été trouvée. Au-dessous de 400K (phase II) du fait principalement de la rotation des octaèdres autour de l'axe [001], il apparait un doublement de la maille suivant a. Le groupe d'espace correspondant à la symétrie du cristal est alors Pcmn. Les modes de vibration et leur corrélation dans les différentes phases sont analysées par la théorie des groupes. L'étude par spectrométrie Raman en fonction de la température montre que : i) la transition I-II est liée à un mécanisme displacif, cette transition pourrait se faire, comme pour le composé RbAlF4, en deux temps par l'intermédiaire d'une phase I' désordonnée, ii) le mode de rotation des octaèdres lié à la transition martensitique (potentielle) s'amollit sensiblement à la transition. La structure magnétique de KFeF4 a été étudiée par diffraction de neutrons sur poudre. Il semble que seule la coexistence de deux phases (ferro et antiferro) puisse rendre compte des interactions magnétiques entre les plans. La courbe de dispersion des magnons obtenue par diffusion inélastique de neutrons fait apparaître des interactions fortes dans les plans et beaucoup plus faibles entre les plans. Le gap observé est anormalement élevé. L'anisotropie qui en découle est en partie seulement expliquée par les interactions dipolaires magnétiques.

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Petit, Xavier. "Etude de l'interaction cinétique chimique/turbulence dans une flamme cryotechnique LOx/CHA4." Phd thesis, INSA de Rouen, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01020523.

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Abstract:

Le travail de cette thèse porte sur la modélisation de la combustion du méthane et de l'oxygène dans des conditions de pression et température typiques de celles rencontrées au sein des moteur-fusées. Pour cette application, des modèles de transports, de thermodynamiques et des équations d'état de type gaz réel ont été implémentés au sein du code de calcul compressible utilisé. Le formalisme des conditions aux limites a été étendu aux gaz réels. La validation de l'ensemble de cette modélisation a été effectuée. Pour la modélisation de la combustion, une méthode de chimie tabulée a été considérée. La méthode de calcul de la température TTC a été choisie et étendue au formalisme des gaz réels. Deux formes pour la tabulation de l'équation d'état gaz réel ont été proposées. Le formalisme du couplage entre la thermodynamique tabulée et les conditions aux limites caractéristiques est établi puis validé. L'étude de l'interaction chimie-turbulence au sein de la combustion LOx/CH4 à haute pression a ensuite été menée au travers de simulations basées sur des essais expérimentaux effectués sur le banc MASCOTTE de l'ONERA.

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Lours, Thierry. "Etude structurale de la transformation sol-gel : caractérisation des aérogels et étude de leur densification par diffusion des rayons X aux petits angles." Montpellier 2, 1989. http://www.theses.fr/1989MON20012.

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Abstract:

Les differentes etapes de la formation d'un verre de silice par la voie des gels ont ete etudiees par diffusion des rayons x aux petits angles. La structure des sols et des gels est decrite dans le cadre de la geometrie fractale. L'etude de l'agregation montre que les amas constituant le sol sont fractals. En catalyse acide, ils sont fractals de masse et une loi de croissance de type amas-amas est satisfaisante. En catalyse basique, on met en evidence une structure primaire et une structure secondaire de dimension fractale differente. Les sytemes gelifies ont des caracteristiques structurales analogues a celles des sols. Les aerogels correspondants ne sont pas systematiquement fractals, seuls les echantillons peu denses sont autosimilaires. On rend compte des faibles valeurs de la densite de la phase solide constituant l'aerogel par un modele hierarchique, base sur les concepts de la geometrie fractale. On propose un mecanisme pour la densification isotherme coherent avec le modele structural. La microporosite disparait au-dessous de 1000 c et la mesoporosite est eliminee par coalescence a plus haute temperature

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Castel, Alexis. "Comportement vibratoire de structures composites intégrant des éléments amortissants." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00983378.

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Abstract:

Ce travail traite de la modélisation de structures composites intégrant des éléments amortissants passifs. Un modèle de plaque "équivalent simple couche" générique utilisant des fonctions de description du cisaillement transverse est présenté. Plusieurs méthodes d'obtention de ces fonctions sont décrites, permettant de retrouver des modèles classiques ou issus de la littérature. Deux nouvelles méthodes d'obtention de ces fonctions sont aussi présentées.Plusieurs méthodes de discrétisation adaptées au modèle générique sont étudiées. La méthode de Navier permet de tester la qualité de chaque modèle associé à un jeu de fonctions de description du cisaillement transverse. La méthode de Rayleigh-Ritz permet l'étude du comportement vibratoire d'une plaque rectangulaire munie d'un ou plusieurs patchs viscocontraints. Plusieurs éléments finis issus de la littérature, adaptés au modèle, sont aussi présentés.À l'aide de la méthode de Navier, une étude numérique du comportement statique et dynamique de plusieurs configurations de plaques permet la comparaison des différents modèles présentés. La méthode de Rayleigh-Ritz est utilisée pour étudier le comportement vibratoire d'une plaque munie d'un patch viscocontraint. Une comparaison des résultats obtenus avec le modèle présenté et ceux issus de calculs éléments finis tridimensionnels permet de valider notre modèle. Une étude énergétique de la plaque patchée permet d'illustrer le comportement du patch. Enfin une méthode inverse d'identification des matériaux viscoélastiques, basées sur une combinaison du modèle décrit et d'un algorithme génétique, montre une application du modèle.

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Nambully, Suresh Kumar. "A Filtered-Laminar-Flame PDF subgrid scale closure for LES of Premixed Turbulent Flames : Application to a Stratified Bluff-body burner with Differential Diffusion." Phd thesis, INSA de Rouen, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00845904.

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Abstract:

A sub-grid scale closure for Large Eddy Simulation (LES) of turbulent combustion, based on physical space filtering of laminar flames is presented. The proposed formalism relies on a presumed probability density function (PDF) derived from the filtered laminar flames and flamelet tabulated chemistry. The combustion LES filter size is not fixed in this novel approach when sub-grid scale wrinkling occurs, but calibrated depending on the local level of unresolved scalar fluctuations. The model was validated by simulating 1D filtered laminar flames and 2D Bunsen flames. Subsequently, the model was tested on a 3D turbulent scenario by performing LES of the premixed and stratified configurations of the Cambridge swirl burner, experimentally studied by Sweeney and co-workers. Comparison of simulation and experiments for both the premixed and stratified configurations showed good agreement emphasizing the model characteristiscs. Instantaneous and time averaged LES data were analyzed to extract

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Fajraoui, Noura. "Analyse de sensibilité globale et polynômes de chaos pour l'estimation des paramètres : application aux transferts en milieu poreux." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01019528.

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Abstract:

La gestion des transferts des contaminants en milieu poreux représentent une préoccupation croissante et revêtent un intérêt particulier pour le contrôle de la pollution dans les milieux souterrains et la gestion de la ressource en eau souterraine, ou plus généralement la protection de l'environnement. Les phénomènes d'écoulement et de transport de polluants sont décrits par des lois physiques traduites sous forme d'équations algébro-différentielles qui dépendent d'un grand nombre de paramètres d'entrée. Pour la plupart, ces paramètres sont mal connus et souvent ne sont pas directement mesurables et/ou leur mesure peut être entachée d'incertitude. Ces travaux de thèse concernent l'étude de l'analyse de sensibilité globale et l'estimation des paramètres pour des problèmes d'écoulement et de transport en milieux poreux. Pour mener à bien ces travaux, la décomposition en polynômes de chaos est utilisée pour quantifier l'influence des paramètres sur la sortie des modèles numériques utilisés. Cet outil permet non seulement de calculer les indices de sensibilité de Sobol mais représente également un modèle de substitution (ou métamodèle) beaucoup plus rapide à exécuter. Cette dernière caractéristique est alors exploitée pour l'inversion des modèles à partir des données observées. Pour le problème inverse, nous privilégions l'approche Bayésienne qui offre un cadre rigoureux pour l'estimation des paramètres. Dans un second temps, nous avons développé une stratégie efficace permettant de construire des polynômes de chaos creux, où seuls les coefficients dont la contribution sur la variance du modèle est significative, sont retenus. Cette stratégie a donné des résultats très encourageants pour deux problèmes de transport réactif. La dernière partie de ce travail est consacrée au problème inverse lorsque les entrées du modèle sont des champs stochastiques gaussiens spatialement distribués. La particularité d'un tel problème est qu'il est mal posé car un champ stochastique est défini par une infinité de coefficients. La décomposition de Karhunen-Loève permet de réduire la dimension du problème et également de le régulariser. Toutefois, les résultats de l'inversion par cette méthode fournit des résultats sensibles au choix à priori de la fonction de covariance du champ. Un algorithme de réduction de la dimension basé sur un critère de sélection (critère de Schwartz) est proposé afin de rendre le problème moins sensible à ce choix.

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Duret, Benjamin. "Simulation numérique directe des écoulements liquide-gaz avec évaporation : application à l'atomisation." Phd thesis, INSA de Rouen, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00971810.

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Abstract:

Le but de cette thèse est d'étudier numériquement les écoulements diphasiques liquide-gaz à l'aide d'une méthode de suivi d'interface précise. Tout d'abord, nous mettons en place une configuration turbulence homogène isotrope diphasique. Cette configuration est utilisée pour étudier la turbulence liquide-gaz ainsi que le modèle ELSA. A l'aide de la simulation présentée il a été possible de déterminer les constantes de modélisation et de valider les termes sources utilisés dans la zone dense du spray. Ensuite, le phénomène d'évaporation est étudié en utilisant dans un premier temps un scalaire passif puis en utilisant un formalisme DNS d'évaporation. Les équations d'énergie et des espèces ont été ajoutées dans le code ARCHER. La validation de la DNS d'évaporation a été réalisée en comparant nos résultats aux solutions théoriques, tel que la loi du D2. Les limitations et les apports de cette approche sont finalement discutés et des perspectives d'améliorations sont proposées.

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Enjalbert, Nicolas. "Modélisation avancée de la combustion turbulente diphasique en régime de forte dilution par les gaz brûlés." Phd thesis, INSA de Rouen, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00735875.

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Abstract:

Afin de contribuer à l'amélioration des simulations numériques de foyers industriels avec recycle de gaz brûlés et combustible liquide, la modélisation de la combustion turbulente non prémélangée est abordée sous deux de ses aspects : le traitement des problèmes diphasiques et la prise en compte des configurations complexes de mélange (dilution, recirculation interne).Une flamme spray éthanol/oxygène diluée par du dioxyde de carbone est d'abord calculée en LES dans un formalisme Euler-Lagrange et une chimie détaillée pour une résolution atteignant 250 µm. Les conditions d'injection du brouillard de gouttes sont déterminées à partir de mesures expérimentales de granulométrie et d'anémométrie phase Doppler.Dans une seconde partie, un nouveau formalisme de description de la combustion turbulente, basé sur l'introduction de temps caractéristiques de l'histoire du mélange est développé, puis validé en LES sur le cas de référence d'une flamme jet dans un écoulement co-courant vicié.

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Jlassi, Sarra. "Formulation et études des problèmes de commande en co-manipulation robotique." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00982969.

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Abstract:

Dans ce travail de thèse, nous abordons les problèmes de commande posés en co-manipulation robotique pour des tâches de manutention à travers un point de vue dont nous pensons qu'il n'est pas suffisamment exploité, bien qu'il a recourt à des outils classiques en robotique. Le problème de commande en co-manipulation robotique est souvent abordé par le biais des méthodes de contrôle d'impédance, où l'objectif est d'établir une relation mathématique entre la vitesse linéaire du point d'interaction homme-robot et la force d'interaction appliquée par l'opérateur humain au même point. Cette thèse aborde le problème de co-manipulation robotique pour des tâches de manutention comme un problème de commande optimale sous contrainte. Le point de vue proposé se base sur la mise en œuvre d'un Générateur de Trajectoire Temps-Réel spécifique, combiné à une boucle d'asservissement cinématique. Le générateur de trajectoire est conçu de manière à traduire les intentions de l'opérateur humain en trajectoires idéales que le robot doit suivre ? Il fonctionne comme un automate à deux états dont les transitions sont contrôlées par évènement, en comparant l'amplitude de la force d'interaction à un seuil de force ajustable, afin de permettre à l'opérateur humain de garder l'autorité sur les états de mouvement du robot. Pour assurer une interaction fluide, nous proposons de générer un profil de vitesse colinéaire à la force appliquée au point d'interaction. La boucle d'asservissement est alors utilisée afin de satisfaire les exigences de stabilité et de qualité du suivi de trajectoire tout en garantissant l'assistance une interaction homme-robot sûre. Plusieurs méthodes de synthèse sont appliquées pour concevoir des correcteurs efficaces qui assurent un bon suivi des trajectoires générées. L'ensemble est illustré à travers deux modèles de robot. Le premier est le penducobot, qui correspond à un robot sous-actionné à deux degrés de liberté et évoluant dans le plan. Le deuxième est un robot à deux bras complètement actionné.

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Souilem, Inès. "Élaboration de miniémulsions dans un nouveau mélangeur à écoulement élongationnel : influence des paramètres du procédé et de la formulation." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00864095.

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Abstract:

Les mini ou nanoémulsions sont des systèmes fréquemment rencontrés dans différents domaines : cosmétique, pharmaceutique, biomédical... Plusieurs procédés permettent la préparation de nanoémulsions. Cependant, ils présentent tous des limitations en termes de taille des gouttelettes, d'énergie de mélange, de rapport de viscosité entre les phases dispersées et continues, de gamme de pression à appliquer... Ce travail s'intéresse au développement d'un nouveau dispositif basé sur un écoulement élongationnel pour l'élaboration de miniémulsions de monomères. La démarche a consisté d'abord à étudier l'influence des paramètres liés au procédé proprement dit puis à la formulation du système sur la taille des gouttelettes. Cette étude a permis de comprendre les mécanismes mis en jeu lors de la fragmentation des gouttes. Une analyse dimensionnelle a ensuite été développée afin de corréler les tailles obtenues aux paramètres étudiés, par l'utilisation des nombres adimensionnels appropriés. Finalement, des expériences de synthèse en miniémulsion ont été conduites pour tenter de combiner dans le même dispositif les fonctions d'émulsificateur et de réacteur de polymérisation, dans une perspective d'intensification du procédé.

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Hage, Hassan Maya. "Méthodologies de conception optimale de systèmes de conversion électromécanique." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01002008.

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Abstract:

Cette thèse traite de la conception de systèmes électromécaniques, en particulier des machines électriques dédiées à des applications de traction. La démarche adoptée allie précision des résultats et réduction du temps de calcul du processus. A cet égard, deux thèmes ont été abordés dans cette thèse. Le premier thème concerne la modélisation de machines électriques et l'utilisation de méthodes semi-numériques. Une architecture de réseau de réluctances est proposée pour analyser les performances de machines à flux axial. Elle permet la prise en compte de l'aspect temporel et la caractéristique non-linéaire des matériaux ferromagnétiques. Des modèles basés sur la méthode des éléments finis ont été établis pour valider les résultats de modélisation. Le faible écart entre modèles numériques et semi-numériques montre le bien fondé des méthodes proposées. Des dimensionnements offrant un compromis entre précision de la solution finale et temps de calcul font l'objet du second thème de la thèse. La technique du Space Mapping est connue pour son efficacité, elle permet d'exploiter à moindre coût un modèle précis. Deux techniques qui en dérivent sont proposées en associant la modélisation par réseau de réluctances et des techniques d'optimisation. La première repose sur la modélisation de l'erreur entre des modèles de précisions différentes par une fonction à bases radiales. La deuxième intègre la correction de l'erreur dans la résolution des réseaux de réluctances en couplant les modèles linéaire et non-linéaire d'une machine électrique.

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Tejedor, Vincent. "Random walks and first-passage properties : trajectory analysis and search optimization." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00721294.

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Abstract:

Les propriétés de premier passage en général, et parmi elles le temps moyen de premier passage (MFPT), sont fréquemment utilisées dans les processus limités par la diffusion. Les processus réels de diffusion ne sont pas toujours Browniens : durant les dernières années, les comportements non-Browniens ont été observés dans un nombre toujours croissant de systèmes. Les milieux biologiques sont un exemple frappant où ce genre ce comportement a été observé de façon répétée. Nous présentons dans ce manuscrit une méthode basée sur les propriétés de premier passage permettant d'obtenir des informations sur le processus réel de diffusion, ainsi que sur l'environnement où évolue le marcheur aléatoire. Cette méthode permet de distinguer trois causes possibles de sous-diffusion : les marches aléatoires en temps continu, la diffusion en milieu fractal et le mouvement brownien fractionnaire. Nous étudions également l'efficacité des processus de recherche sur des réseaux discrets. Nous montrons comment obtenir les propriétés de premier passage sur réseau afin d'optimiser ensuite le processus de recherche, et obtenons un encadrement général du temps moyen de premier passage global (GMFPT). Grâce à ces résultats, nous estimons l'impact sur l'efficacité de recherche de plusieurs paramtres, notamment la connectivité de la cible, la mobilité de la cible ou la topologie du réseau.

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Hameurlaine, Kheira. "Contribution à l'étude d'un arc électrique de faible puissance." Phd thesis, Université d'Orléans, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00821030.

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Abstract:

L'étude présentée ici entre dans la problématique générale des arcs électriques intervenant dans des applications industrielles telles que le soudage, le découpage, le traitement des déchets. Ce travail constitue une première phase de modélisation de cette étude générale. Le plasma est décrit par un ensemble d'équations de conservation de fluide et de l'électromagnétisme, complétés par des propriétés thermodynamiques et des coefficients de transport appropriés, en formant un système d'équations non linéaires fortement couplées. Ces équations sont écrites en supposant l'équilibre thermodynamique local, une symétrie cylindrique et un écoulement laminaire stationnaire. Ce système d'équations est résolu à l'aide du logiciel commercial FLUENT de type CFD fondé sur l'approche des volumes finis. Pour pouvoir utiliser la partie solveur nous avons résolu notre modèle en utilisant les routines UDF Users-Defined-Function. Dans une première partie, nous présentons la validation du modèle à deux dimensions et à 100 A dans l'argon par des résultats de la littérature. Cette comparaison laisse apparaître un accord satisfaisant sur les profils de température dans la colonne de plasma et des différences dans les zones proches des électrodes dues aux conditions aux limites. Dans une deuxième partie, nous présentons une étude expérimentale, à l'issue de laquelle on constate que les profils de température expérimentaux sont en accord avec ceux du modèle dans la zone de colonne positive.

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Moutanabbi, Mohammed. "Calculs cristallographiques liés à l'étude de lames de grenats epitaxies." Besançon, 1987. http://www.theses.fr/1987BESA2024.

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Abstract:

Avant une nouvelle etude rx de grenats epitaxiques, description systematique de l'aspect geometrique de l'epitaxie. Chapitre i : en supposant le phenomene d'epitaxie idealement realise, etablissement, en tenant compte des modes des reseaux des cristaux en presence, des criteres de reconnaissance de la forme de la maille pouvant etre associee au plan de contact defini par l'epitaxie. Chapitre ii : prise en compte de l'effet de la symetrie d'orientation en introduisant, pour chaque groupe, une liste donnant la loi de deplacement des vecteurs du reseau. Chapitre iii : application des resultats a la modelisation de l'epitaxie sur un support de grenat cubique. Les outils mathematiques utlises sont presentes en annexe

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Seisson, Gabriel. "Etude expérimentale et théorique de l'endommagement du graphite sous sollicitation dynamique - Application aux impacts hypervéloces." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2014. http://www.theses.fr/2014ESMA0015/document.

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Abstract:

Les matériaux composites sont très utilisés dans diverses applications et sont parfoissoumis à des impacts hypervéloces (IHV), notamment dans le domaine spatial. La taille des impacteursétant proche de celle des torons de fibres, les simulations mésoscopiques ont tout leurintérêt mais nécessitent des modèles numériques aboutis pour chaque sous-Constituant. Le graphiteétant souvent utilisé comme matrice ou fibres, nous avons étudié son comportement dynamique.Ainsi, des expériences de pénétration et de cratérisation ont été menées sur un isographite poreux.L’analyse post-Mortem des cibles, associée à des calculs d’ordre de grandeur, apporte un éclairagenouveau sur la phénoménologie des impacts et fournit des renseignements utiles à la simulationnumérique. Un modèle pour matériaux poreux et fragiles, implémenté dans un code de dynamiquerapide, est utilisé. Basé en partie sur des propriétés statiques, il a été progressivement testé sur deschocs plans. Son utilisation pour la simulation des IHV donne de bons résultats. Toutefois, il convenaitde le valider en s’affranchissant du comportement du projectile. Pour cela, une campagne dechocs lasers a été menée. Des diagnostics in-Situ ont été utilisés et leur corrélation avec des analysespost-Mortem a permis l’identification de différents modes d’endommagement des cibles. Finalement,bien que l’équivalence entre IHV et chocs lasers ne soit pas démontrée, ces derniers se sont montréscomplémentaires en suggérant de futures évolutions du modèle numérique
Composite materials are widely used in various applications and may be submittedto hypervelocity impacts (HVI), such as in the aerospace field. The size of the impactors beingclose to that of a strand of fibers, mesoscopic simulations are of great interest but they need reliablenumerical models for each meso-Constituent. Graphite often being used as fiber or matrix,we studied its dynamic behavior. Penetration and craterization experiments have been conductedonto porous isotropic graphite. Post-Mortem analysis of targets, associated to order-Of-Magnitudecalculations, sheds a new light on the phenomenology of impacts and brings useful informationfor numerical simulation. A model for porous and brittle materials, implemented into a hydrocode,is used. Partially based on static mechanical properties, it has been progressively tested on planeshocks. Its use for simulating HVI gives satisfying results. Nevertheless, it was necessary to validateit by disregarding the projectile behavior. In that purpose, a campaign of laser-Driven shocks hasbeen conducted. In-Situ diagnostics have been simultaneously used and their correlation with postmortemanalysis allowed the identification of different damaging regimes of the targets. Finally,although the equivalence between HVI and laser-Driven shocks is not proved, the latter turned outto be complementary, suggesting the future evolutions of the numerical model

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Bouschbacher, Fabien. "Des coordonnées de décalage sur le super espace de Teichmüller." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00963569.

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Abstract:

Dans cette thèse nous étudions un super-analogue de l'espace de Teichmüller des surfaces à trous. Le but de notre étude est la construction sur cet espace de coordonnées analogues aux coordonnées de décalage de Thurston-Bonahon-Fock-Penner. Ces coordonnées dépendent du choix d'une triangulation idéale de la surface de départ. Nous étudions les changements de coordonnées lorsque l'on change cette triangulation de la surface. Nous démontrons également que cet espace possède une structure de Poisson canonique et que cette structure est indépendante du choix de la triangulation.

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Pant, Dibakar Raj. "Line element and variational methods for color difference metrics." Phd thesis, Université Jean Monnet - Saint-Etienne, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00981484.

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Abstract:

Visual sensitivity to small color difference is an important factor for precision color matching. Small color differences can be measured by the line element theory in terms of color distances between a color point and neighborhoods of points in a color space. This theory gives a smooth positive definite symmetric metric tensor which describes threshold of color differences by ellipsoids in three dimensions and ellipses in two dimensions. The metric tensor is also known as the Riemannian metric tensor. In regard to the color differences, there are many color difference formulas and color spaces to predict visual difference between two colors but, it is still challenging due to the nonexistence of a perfect uniform color space. In such case, the Riemannian metric tensor can be used as a tool to study the performance of various color spaces and color difference metrics for measuring the perceptual color differences. It also computes the shortest length or the distance between any two points in a color space. The shortest length is called a geodesic. According to Schrödinger's hypothesis geodesics starting from the neutral point of a surface of constant brightness correspond to the curves of constant hue. The chroma contours are closed curves at constant intervals from the origin measured as the distance along the constant hue geodesics. This hypothesis can be utilized to test the performance of color difference formulas to predict perceptual attributes (hue and chroma) and distribution of color stimulus in any color space. In this research work, a method to formulate line element models of color difference formulas the ΔE*ab, the ΔE*uv, the OSA-UCS ΔEE and infinitesimal approximation of CIEDE2000 (ΔE00) is presented. The Jacobian method is employed to transfer their Riemannian metric tensors in other color spaces. The coefficients of such metric tensors are used to compute ellipses in two dimensions. The performance of these four color difference formulas is evaluated by comparing computed ellipses with experimentally observed ellipses in different chromaticity diagrams. A method is also developed for comparing the similarity between a pair of ellipses. The technique works by calculating the ratio of the area of intersection and the area of union of a pair of ellipses. Similarly, at a fixed value of lightness L*, hue geodesics originating from the achromatic point and their corresponding chroma contours of the above four formulas in the CIELAB color space are computed by solving the Euler-Lagrange equations in association with their Riemannian metrics. They are compared with with the Munsell chromas and hue circles at the Munsell values 3, 5 and 7. The result shows that neither formulas are fully perfect for matching visual color difference data sets. However, Riemannized ΔE00 and the ΔEE formulas measure the visual color differences better than the ΔE*ab and the ΔE*uv formulas at local level. It is interesting to note that the latest color difference formulas like the OSA-UCS ΔEE and the Riemannized ΔE00 do not show better performance to predict hue geodesics and chroma contours than the conventional CIELAB and CIELUV color difference formulas and none of these formulas fit the Munsell data accurately

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Elmi, Robleh Hassan. "Modélisation numérique des écoulements pulmonaires." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00766647.

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Abstract:

L'étude engagée dans cette thèse consiste à mettre en place une modélisation numérique fiable et complète du transport et du dépôt des particules dans un écoulement pulmonaire en se basant sur l'utilisation du code de calcul commercial CFD-ACE. Ce code intègre un solveur fluide qui résout les équations de Navier-Stokes incompressibles dans une formulation volumes finis. Le logiciel CFD-GEOM a été utilisé pour créer les surfaces en 3D de la géométrie générique du modèle de Weibel et ainsi générer le maillage non-structuré tétraèdrique en volumes finis. Dans le cadre de ce travail, il est supposé que le flux d'air est laminaire, stationnaire (ou instationnaire uniquement dans les modèles bronchiques) et incompressible ; les particules de diamètre 5μm sont sphériques et sans interaction. Le pourcentage global et local du dépôt des particules dans les poumons peut s'exprimer comme une efficacité de dépôt et se définit par le rapport entre le nombre de particules déposées dans une région donnée et le nombre total de particules admises initialement à l'entrée de la conduite. L'efficacité de dépôt dépend fortement du nombre de Stokes d'entrée, des conditions d'admission en termes de profil de vitesse du fluide (nombre de Reynolds d'entrée), de la distribution et des caractéristiques des particules. Nous avons donc modélisé avec succès les écoulements ainsi que le transport et le dépôt de particules dans des configurations simples (modèles de Weibel) et des configurations réalistes (poumons de rat et du lapin) et ce que l'on en peut dire c'est que la simulation, bien que coûteuse (surtout pour le dépôt des particules), ne présente pas de difficultés insurmontables. Par contre l'obtention d'une géométrie réaliste et la génération du maillage associé reste une étape délicate.

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Mériaux, François. "Théorie des jeux et apprentissage pour les réseaux sans fil distribués." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00952069.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous étudions des réseaux sans fil dans lesquels les terminaux mobiles sont autonomes dans le choix de leurs configurations de communication. Cette autonomie de décision peut notamment concerner le choix de la technologie d'accès au réseau, le choix du point d'accès, la modulation du signal, les bandes de fréquences occupées, la puissance du signal émis, etc. Typiquement, ces choix de configuration sont réalisés dans le but de maximiser des métriques de performances propres à chaque terminal. Sous l'hypothèse que les terminaux prennent leurs décisions de manière rationnelle afin de maximiser leurs performances, la théorie des jeux s'applique naturellement pour modéliser les interactions entre les décisions des différents terminaux. Plus précisément, l'objectif principal de cette thèse est d'étudier des stratégies d'équilibre de contrôle de puissance d'émission afin de satisfaire des considérations d'efficacité énergétique. Le cadre des jeux stochastiques est particulièrement adapté à ce problème et nous permet notamment de caractériser la région de performance atteignable pour toutes les stratégies de contrôle de puissance qui mènent à un état d'équilibre. Lorsque le nombre de terminaux en jeu est grand, nous faisons appel à la théorie des jeux à champ moyen pour simplifier l'étude du système. Cette théorie nous permet d'étudier non pas les interactions individuelles entre les terminaux, mais l'interaction de chaque terminal avec un champ moyen qui représente l'état global des autres terminaux. Des stratégies de contrôle de puissance optimales du jeu à champ moyen sont étudiées. Une autre partie de la thèse a été consacrée à des problématiques d'apprentissage de points d'équilibre dans les réseaux distribués. En particulier, après avoir caractérisé les positions d'équilibre d'un jeu de positionnement de points d'accès, nous montrons comment des dynamiques de meilleures réponses et d'apprentissage permettent de converger vers un équilibre. Enfin, pour un jeu de contrôle de puissance, la convergence des dynamiques de meilleures réponses vers des points d'équilibre a été étudiée. Il est notamment proposé un algorithme d'adaptation de puissance convergeant vers un équilibre avec une faible connaissance du réseau.

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Delhorme, Maxime. "Thermodynamics and Structure of Plate-Like Particle Dispersions." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00818964.

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Abstract:

A considerable amount of mineral particles are found to have a plate-like shape. The work in this thesis concerns theoretical investigations, using a Monte Carlo method, of the properties of such particles in aqueous solutions. The objectives were first to create a model that could capture the essential physics of clay suspensions and also to understand the role of thermodynamics in certain chemical processes. For all investigations, the results are related to experimental studies. The acid-base behavior of clays have been studied, using the primitive model, and an excellent agreement between simulated and experimental results was found. The formation of gel phases as a function of the charge anisotropy have also been investigated. Liquid-gel and sol-gel transitions are found to occur for high and moderate charge anisotropy, respectively. These transitions were also found to be size and salt dependent. In absence of charge anisotropy, a liquid-glass transition is reported. The formation of smectic and columnar liquid crystals phases with plate-like particles has been found to be favored by a strong charge anisotropy, in opposition to what was observed for nematic phases. New liquid-crystal phases were also reported. The stability and growth of nanoplatelets is discussed. It was found that the internal Coulombic repulsion could be the cause of the limited growth of C-S-H platelets. The influence of thermodynamics on the agregation mode of such platelets was also investigated

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Tchomgo, Felenou Emmanuel. "Cartographie unifiée de la dynamique des solitons dans les guides d'onde à fibre optique." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00945451.

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Abstract:

Ce mémoire porte sur le comportement des solitons affectés, lors de leur entrée dans un guide d'onde à fibre optique, d'une légère distorsion de profil par rapport au profil stationnaire dans le guide. Notre modèle théorique combine l'équation de propagation du champ électrique (Equation de Schrödinger Non Linéaire) et le système d'équations d'évolution des paramètres physiques de l'impulsion (issu de la théorie des coordonnées collectives). Nous dressons une cartographie générale qui dévoile une diversité insoupçonnée de comportements dynamiques au voisinage de l'état stationnaire de l'impulsion, liée à la perturbation initiale du profil de l'impulsion. Cette cartographie établit une classification des solitons en deux grandes familles, correspondant respectivement aux impulsions lumineuses qui génèrent un rayonnement au cours de leur propagation et aux impulsions non rayonnantes. Au sein de chacune de ces deux grandes familles d'impulsions, nous démontrons l'existence de comportements atypiques, que nous qualifions de solitons hyperthermiques (solitons chauds), solitons hypothermiques (solitons froids), et solitons isothermiques, qui correspondent respectivement à des impulsions qui se propagent de manière hautement stable avec un niveau d'énergie supérieur, inférieur, et égal à l'énergie de l'état stationnaire. Aux frontières des domaines d'existence de ces différents types de soliton, nous trouvons des comportements hybrides, correspondant à des solitons qui se refroidissent en cours de propagation suite à une perte significative d'énergie provoquée par un rayonnement intense, et qui changent d'état (de l'hyperthermie à l'hypothermie, ou de l'isothermie à l'hypothermie). Enfin, l'onde de rayonnement émise par une impulsion lumineuse n'est pas identifiée comme étant un processus continuel, mais plutôt comme une bouffée d'énergie émise en début de propagation, et sa suppression dans le guide d'onde est considérée comme réalisable

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Nguyen, Trong Giang. "Modélisation du comportement rhéologique d'alliages à l'état semi-solide." Grenoble INPG, 1991. http://www.theses.fr/1991INPG0122.

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Abstract:

Le travail présenté concerne la modélisation du comportement rhéologique d'alliages à l'état semi-solide, considérés comme des milieux poreux saturés de liquide. L'étude des déformations des mélanges solide-liquide est possible par l'introduction de paramètres internes supplémentaires caractérisant la porosité et en considérant le couplage entre la déformation de la matrice solide et l'écoulement du liquide interstitiel. La thermodynamique des processus irréversibles fournit alors un guide pour établir des lois de comportement, du type viscoplastique compressible. En se basant sur les conceptions de la mécanique des milieux continus et de la théorie des mélanges, un modèle thermo-mécanique du comportement rhéologique des alliages à l'état semi-solide a été construit, identifié et validé expérimentalement. L'étude expérimentale du comportement mécanique des matériaux semi-solides a été complétée par des essais sous contraintes triaxiales de révolution, qui permettent de mettre en évidence certaines caractéristiques comme l'écrouissage en densité, l'effet de la pression latérale sur le comportement du matériau et de déterminer l'évolution de la déformation volumique ainsi que des vitesses de déformation. Une autre méthode originale d'identification du modèle rhéologique, utilisant ces essais de compression triaxiale de révolution, a été présentée. De plus, l'influence de la morphologie de la phase solide sur le comportement mécanique d'un alliage à l'état semi-solide a été étudiée. Cet effet a été pris en compte par l'intégration dans la loi de fluage du matériau d'un paramètre stéréologique, défini comme le rapport entre la surface spécifique et la fraction volumique solide. Une loi d'évolution de ce paramètre en cours de déformation, dans le cas de la structure initialement globulaire, a été proposée.

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Palade, Adrian-Ciprian. "Caractérisation du comportement mécanique de la sous surface d'un polymère percé, sous une sollicitation de type hertzienne." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00960291.

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Abstract:

Ce travail s'inscrit dans la compréhension du comportement de la sous-surface d'une pièce présentant des hétérogénéités contrôlées, soumise à un chargement de type hertzien sans affecter l'intégrité de sa surface initiale. Le but est de qualifier le champ de contraintes en sous couche. Pratiquement, des défauts de forme cylindrique sont positionnés là où le champ de contraintes est maximal. Le contact est dimensionné pour pouvoir observer, par photoélasticimétrie, les évolutions du champ de contraintes et développer une modélisation numérique pour étudier le comportement statique puis dynamique. Il ressort que la présence d'un trou sur l'axe de symétrie z (x = 0) est le facteur prépondérant. Les caractéristiques qui permettent de diminuer la contrainte de cisaillement sur l'axe de symétrie sont celles qui conduisent à un renforcement de la contrainte de cisaillement maximale dans le massif. Cette dualité nous conduit à proposer un indicateur qui prend en compte, à la fois, la contrainte de cisaillement, l'aplomb du contact et l"évolution de la contrainte maximale dans le massif. La méthodologie de travail a été mise en oeuvre et validée. Les approches analytiques et expérimentales ont permis de valider les modélisations numériques qui sont seules à même de permettre l'étude de nombreux cas. Les perspectives sont nombreuses, avec des incursions possibles en structuration de sous-surfaces, perçage simple, frittage sélectif par laser. Ce doctorat a permis de traiter le cas des défauts circulaires. Dans un autre domaine, le soudage est également un cas d'intérêt pour l'étude du comportement des cordons de soudure présentant des défauts de type porosités ou inclusions.

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Zidane, Ali. "Risk of subsidence and aquifer contamination due to evaporite dissolution : modelization of flow and mass transport in porous and free flow domains." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00867207.

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Abstract:

The groundwater flow in aquifers contain evaporite rocks can cause problems such as geo-mechanical subsidence or collapse. In this work, we focus on the development of numerical models to simulate the flow in porous and non-porous domains in order to study the dissolution phenomenon and fractures evolution over time. The first part of this thesis is devoted to developing new solutions for the validation of numerical models to simulate density driven flow in porous media. The new procedure consist of solving simultaneously the flow and the transport equations using the Levenberg-Marquardt algorithm. The use of this technique allowed us to develop, for the first time, semi-analytical solutions of saltwater intrusion in the case of small diffusion and in the case of a large density contrast. In the second part of this work, we studied the flow in evaporitic rocks. A numerical code was developed to solve the nonlinear system using advanced numerical methods. To validate this new model, we have developed a semi-analytical solution for the density Stokes flow. The third part of this work is devoted to transport with dissolution of rock salt. As a first step, we studied the influence of various parameters on the dissolution of salt in Adlertunnel located at a depth of 160 m in the region of Basel in Switzerland. In a second step, we are interested in the simulation of the fracture's evolution as a result of the dissolution. The numerical model takes into account the Stokes flow and mass transport effects and dissolution of the fracture walls.

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Dos, Santos Fabien. "Contribution à l'étude de la formation des sprays." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00869635.

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Abstract:

Le travail de cette thèse a pour but de fournir et valider des outils permettant d'étudier et de comprendre les phénomènes mis en jeu lors de l'injection d'un carburant dans un moteur à combustion interne, principalement axé sur l'écoulement intra-injecteur. Ces outils sont numériques et permettent de simuler la formation d'un spray. Une première partie est axée sur la modélisation 0D. Les modèles permettant de prédire des caractéristiques de spray comme son angle, sa pénétration ou encore la longueur du corps liquide, sont comparés à des données expérimentales. Les conclusions sont que la modélisation 0D permet d'obtenir de bons résultats. Par contre une meilleure connaissance de l'influence de la cavitation sur le spray, qui passe par la compréhension de l'écoulement intra-injecteur, pourrait être bénéfique pour la prédiction de ces modèles. Une seconde étude sur l'écoulement intra-injecteur est alors menée en utilisant un modèle à équation barotrope. Une validation de celui-ci est effectuée de façon à vérifier qu'il est capable de prédire correctement l'écoulement dans un injecteur. Le modèle offre de bons résultats et peut être utilisé pour l'étude suivante. Enfin, dans la dernière partie, le modèle de cavitation qui a été validé est utilisé. Une géométrie d'injecteur mono-trou est utilisée avec des pressions comparables à celles utilisées actuellement en automobile. L'étude consiste à étudier l'influence de plusieurs paramètres géométriques sur l'apparition de la cavitation. Le mouvement de l'aiguille est aussi étudié et est comparé, après avoir offert au code la possibilité de maillage mobile, à des résultats in-stationnaires pour plusieurs levées d'aiguille.

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Assemat, Élie. "Sur le rôle des singularités hamiltonniennes dans les systèmes contrôlés : applications en mécanique quantique et en optique non linéaire." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00833905.

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Abstract:

Cette thèse possède un double objectif : le premier est l'amélioration des techniques de contrôle en mécanique quantique, et plus particulièrement en RMN, grâce aux techniques du contrôle optimal géométrique. Le second consiste à étudier l'influence des singularités hamiltoniennes dans les systèmes physiques contrôlés. Le chapitre traitant du contrôle optimal étudie trois problèmes classiques en RMN : l'inversion simultanée de deux spins, l'inclusion des termes non-linéaires dans le modèle et la méthode du point fixe. Ensuite, nous appliquons le PMP au problème de transfert de population dans un système quantique à trois niveaux pour retrouver le processus STIRAP. Les deux chapitres suivants étudient les singularités hamiltoniennes. Nous montrons comment l'étude des singularités hamiltoniennes permet de contrôler la polarisation dans différentes fibres optiques. Ensuite, nous montrons l'existence d'une monodromie hamiltonienne généralisée dans le spectre vibrationnel de la molécule HOCl. Enfin, nous donnons une méthode de mesure de la monodromie hamiltonienne dynamique dans deux systèmes classiques en optique non-linéaire : le modèle de Bragg et le mélange à trois ondes

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Pougaza, Doriano-Boris. "Utilisation de la notion de copule en tomographie." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00684637.

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Abstract:

Cette thèse porte sur le lien entre la tomographie et la notion de copule. La tomographie à rayons X consiste à (re)construire la structure cachée d'un objet (une densité de matière, la distribution d'une quantité physique, ou une densité de loi conjointe) à partir de certaines données obtenues ou mesurées de l'objet (les projections, les radiographies, les densités marginales). Le lien entre les mesures et l'objet se modélise mathématiquement par la Transformée à Rayons X ou la Transformée de Radon. Par exemple, dans les problèmes d'imagerie en géométrie parallèle, lorsqu'on a seulement deux projections à deux angles de 0 et pi/2 (horizontale et verticale), le problème peut être identifié comme un autre problème très important en mathématique qui est la détermination d'une densité conjointe à partir de ses marginales. En se limitant à deux projections, les deux problèmes sont des problèmes mal posés au sens de Hadamard. Il faut alors ajouter de l'information a priori, ou bien des contraintes supplémentaires. L'apport principal de cette thèse est l'utilisation des critères de plusieurs entropies (Rényi, Tsallis, Burg, Shannon) permettant d'aboutir à une solution régularisée. Ce travail couvre alors différents domaines. Les aspects mathématiques de la tomographie via l'élément fondamental qui est la transformée de Radon. En probabilité sur la recherche d'une loi conjointe connaissant ses lois marginales d'où la notion de ''copule'' via le théorème de Sklar. Avec seulement deux projections, ce problème est extrêmement difficile. Mais en assimilant les deux projections (normalisées) aux densités marginales et l'image à reconstruire à une densité de probabilité, le lien se fait et les deux problèmes sont équivalents et peuvent se transposer dans le cadre statistique. Pour caractériser toutes les images possibles à reconstruire on a choisi alors l'outil de la théorie de probabilité, c'est-à-dire les copules. Et pour faire notre choix parmi les copules ou les images nous avons imposé le critère d'information a priori qui se base sur différentes entropies. L'entropie est une quantité scientifique importante car elle est utilisée dans divers domaines (en Thermodynamique, en théorie de l'information, etc). Ainsi, en utilisant par exemple l'entropie de Rényi nous avons découvert de nouvelles classes de copules. Cette thèse apporte de nouvelles contributions à l'imagerie, par l'interaction entre les domaines qui sont la tomographie et la théorie des probabilités et statistiques.

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Merheb, Rania. "Fiabilité des outils de prévision du comportement des systèmes thermiques complexes." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00969036.

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Abstract:

La conception des bâtiments à faible consommation d'énergie est devenue un enjeu très important dans le but de réduire au maximum la consommation d'énergie et les émissions de gaz à effet de serre associées. Pour y arriver, il est indispensable de connaître les sources potentielles de biais et d'incertitude dans le domaine de la modélisation thermique des bâtiments d'un part, et de les caractériser et les évaluer d'autre part.Pour répondre aux exigences courantes en termes de fiabilité des prévisions du comportement thermique des bâtiments, nous avons essayé dans le cadre de cette thèse de quantifier les incertitudes liés à des paramètres influents, de proposer une technique de diagnostic de l'enveloppe, propager les incertitudes via une méthode ensembliste sur un modèle simplifié et puis proposer une démarche permettant d'identifier les paramètres de modélisation les plus influents et d'évaluer leur effet sur les performances énergétiques avec le moindre coût en termes de simulations.

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Ben, Nasr Ouissem. "Numerical simulations of supersonic turbulent wall-bounded flows." Phd thesis, INSA de Rouen, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01059805.

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Abstract:

This work deals with spatially-evolving supersonic turbulent boundary layers over adiabatic and cold walls at M∞ = 2 and up to Re0 ≈ 2600 using 3 different SGS models. The numerical methodology is based on high-order split-centered scheme to discretize the convective fluxes of the Navier-Stokes equations . For the adiabatic case, it is demonstrated that all SGS models require a comparable minimum grid-refinement in order to capture accurately the near-wall-turbulence. Overall, the models exhibit correct behavior when predictiong the dynamic properties, but show different performances for the temperature distribution in the near-wall region. For the isothermal case, it is found that the compressibility effects are not enhanced due to the wall cooling. As expected, the total temperature fluctuations are not negligible in the near-wall region. The study shows that the anti-correlation linking both velocity and temperature fields, derived from the Morkovin's hypothesis, is not satisfied.

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Prigent, Guillaume. "Modélisation et simulation numérique d'écoulements diphasiques pour la microfluidique." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01059794.

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Abstract:

Ce travail de thèse est consacré à la modélisation et simulation numérique d'écoulements diphasiques liquide-gaz mettant en jeu des transferts de chaleur. La simulation de configurations où la prise en compte des effets de compressibilité de la phase gazeuse est indispensable (micropompes, microactionneurs, etc...) a nécessité l'utilisation d'un modèle original, considérant le liquide incompressible et le gaz compressible sous l'hypothèse faible Mach. Lors de cette thèse, ce modèle a été implémenté dans un code diphasique prenant en compte l'interface à l'aide d'une méthode de front-tracking. Des cas tests ont été développés spécifiquement afin de vérifier la conservation de l'énergie pour des configurations de complexité croissante. Les résultats des cas tests ont permis de mettre en évidence la difficulté à assurer la conservation de l'énergie lorsque l'interface n'est pas discontinue mais lissée, comme c'est le cas dans la méthode de front-tracking standard. Une méthode de traitement d'interface hybride a été proposée, rétablissant le caractère discontinu de l'interface avec la reconstruction d'une fonction indicatrice de phase échelon, tandis que le déplacement de l'interface est assuré d'un pas de temps à l'autre à l'aide du front-tracking. Les résultats obtenus avec cette nouvelle méthode hybride sont très satisfaisants, la méthode hybride permettant d'assurer la conservation de l'énergie et de la masse avec précision dans les simulations.

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Benslimane, Abdelhakim. "Rhéologie et écoulement de fluides chargés : application aux réseaux d'assainissement urbains : étude expérimentale et modélisation." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00804350.

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Abstract:

Ce travail est une contribution expérimentale à l'étude rhéologique et en écoulement de fluides complexes (à seuil et thixotropes) transitant dans un circuit hydraulique. Il s'agit notamment de suspensions de bentonite ainsi que des complexes bentonite/polymère. L'étude porte sur l'évolution des pertes de charge et des champs de vitesse et se situe en régime laminaire, transitoire et turbulent. L'étude a été réalisée en utilisant un vélocimètre ultrasonore Doppler pulsé développé au laboratoire. Dans la première partie expérimentale de la thèse, des mesures rhéologiques et en écoulement ont été effectuées sur des suspensions de bentonite pures (sans additifs) à différentes concentrations. A partir des essais sur boucle hydraulique, une étude détaillée est présentée sur l'évolution des coefficients de frottement et des profils de vitesse pour les différents régimes d'écoulement. Dans une seconde partie, une suspension de bentonite pure et des mélanges bentonite/CMC à différentes concentrations massiques ont été étudiées en termes de comportement rhéologique et hydrodynamique en écoulement en conduite. En ce qui concerne les mesures effectuées en boucle hydraulique, il a été montré que le polymère a des propriétés viscosifiantes en régime laminaire. Par contre, en régime turbulent, le polymère agit comme un réducteur de frottement. La dernière partie de la thèse a été consacrée à l'étude de l'influence de la température sur le comportement rhéologique des solutions de polymère et des mélanges argile/polymère. Les mesures rhéologiques à différents paliers de températures ainsi que les balayages en température ont mis en évidence le caractère thermodépendant des dispersions.

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Jiang, Jian. "Modeling of complex network, application to road and cultural networks." Phd thesis, Université du Maine, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00691129.

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Abstract:

Many complex systems arising from nature and human society can be described as complex networks. In this dissertation, on the basis of complex network theory, we pay attention to the topological structure of complex network and the dynamics on it. We established models to investigate the influences of the structure on the dynamics of networks and to shed light on some peculiar properties of complex systems. This dissertation includes four parts. In the first part, the empirical properties (degree distribution, clustering coefficient, diameter, and characteristic path length) of urban road network of Le Mans city in France are studied. The degree distribution shows a double power-law which we studied in detail. In the second part, we propose two models to investigate the possible mechanisms leading to the deviation from simple power law. In the first model, probabilistic addition of nodes and links, and rewiring of links are considered; in the second one, only random and preferential link growth is included. The simulation results of the modelling are compared with the real data. In the third part,the probabilistic uncertainty behavior of double power law distribution is investigated. The network optimization and optimal design of scale free network to random failures are discussed from the viewpoint of entropy maximization. We defined equilibrium network ensemble as stationary ensembles of graphs by using some thermodynamics like notions such as "energy", "temperature", "free energy" for network. In the forth part, an union-division model is established to investigate the time evolution of certain networks like cultural or economical networks. In this model, the nodes represent, for example, the cultures. Several quantities such as richness, age, identity, ingredient etc. are used to parameterize the probabilistic evolution of the network. The model offers a long term view on the apparently periodic dynamics of an ensemble of cultural or economic entities in interaction.

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Dissertations / Theses on the topic 'Mathématiques condensées'

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