Dissertations / Theses: 'Modèles GAS'

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Bergara, Tomas. "Réversibilité de l'adhérence dans des assemblages structuraux modèles." Thesis, Bordeaux 1, 2011. http://www.theses.fr/2011BOR14445.

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Abstract:

La démontabilité des assemblages collés structuraux est une nouvelle problématique liée à l’augmentation de l’utilisation de la technologie du collage dans de nombreux secteurs industriels et de la prise en compte de l’éco-conception dans les processus industriels. Peu de travaux ont été menés à ce jour sur cette thématique qui représente un véritable verrou technologique pour la diffusion de la technologie d’assemblage par collage. Une des voies utilisées et détaillées dans la présente étude est basée sur l’incorporation, dans une formulation d’adhésif, d’un additif organique solide possédant un point de sublimation dans une gamme de température connue.Ainsi, l’étude de l’influence de la reformulation par incorporation de l’additif montre qu’en dépit de la réactivité entre cette molécule et certains composants de la formulation de l’adhésif, les propriétés de mise en œuvre et les caractéristiques thermo-mécaniques ne sont pas drastiquement modifiées et restent compatibles avec une utilisation industrielle.Le mécanisme de démontabilité est basé sur la diffusion du gaz libéré par la réaction de sublimation de l’additif jusqu’aux interfaces où les contraintes générées induisent une rupture interfaciale. Néanmoins, le désassemblage est grandement fonction de la nature de la surface des substrats assemblés. Une compétition a lieu entre le travail nécessaire pour faire croître les bulles à l’interface et le travail des forces d’adhésion.L’efficacité de ce procédé de démontabilité a été éprouvée dans le cadre de tests de validation des segments du tore d’un télescope. L’assemblage réalisé avec un adhésif incorporant un additif spécifique permet de transmettre d’importantes contraintes mécaniques puis après une phase d’activation, de se désassembler avec des contraintes résiduelles nulles
Structural adhesives are nowadays widely used in numerous industries like automotive, aerospace, avionics or microelectronics … for many reasons such as easy processing or weight and cost savings. A strong effort has been achieved so far to enhance the level of adherence in structural assemblies and in this particular case a new challenge appears: the easy dismantling of structural bonded joints. This innovative concept results from industrial constrains like maintenance or recycling needs.This work studies a process which offers a simple and efficient solution to the disassembling of structural bonds. Based on the use of specific additives activated by heating at a certain temperature, this new technology allows the drastic decrease of the bonding performance and allow the dismantling in a very short time. It fulfills the main characteristics required by this application, like no change in processing (implementation, curing conditions,…) and no or slight modification of the mechanical properties. The results of the influence of adding additive is evaluated.This process is based on the incorporation. of specific chemicals in the adhesive or primer formulations. These additives are selected according to specific properties like decomposition temperature. An innovative aspect of this technology lies in the localization of the dismantling. The first step of the additive action is migration from the bulk of the adhesive to the interface. In a second time, once at the interface, the decomposition gases generated by the additive (mainly steam and nitrogen) induce constrains and stresses. After a certain time, theses stresses are sufficient enough to overcome the adhesion forces and the adhesive debonds from the substrate, adhesive failure occurs. One logical consequence of this interfacial action is the use of a dismantling primer, which enables to improve the efficiency of the technology and allows additive savings.This work proposes mecanisms based on experimental results in order to explain what happens in the adhesive bulk and on the interfaces. Finally, an application of this process is described related to the use of debondable adhesive for structural coupling during ground tests in the frame of GAIA telescope. Its main structure is a multi segments brazed torus in silicon carbide. In order to test each segment, a structural and debondable epoxy adhesive was developed, allowing structural bonding at room temperature and easy dismantling with interfacial failure after thermal activation. After testing and dismantling, segments were reused for final application

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Perfilov, Viacheslav. "Modèles mathématiques des procédés de séparation membranaire." Thesis, Montpellier, 2018. http://www.theses.fr/2018MONTG037/document.

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Abstract:

Dans cette thèse ont été développés des modèles mathématiques pour les procédés de distillation membranaire à contact direct (DCMD) et avec balayage gazeux (SGMD) ainsi qu’un modèle sur l’hydrodynamique des bioréacteurs membranaires anaérobiques (AnMBRs) équipés d’un système de vibration membranaire induite (MMV). Les modèles pour la DCMD et la SGMD permettent de simuler le comportement des modules plats ou à fibres creuses sous différentes conditions opératoires, sans avoir recours aux données expérimentales ou à des équations empiriques pour les transferts de masse et de chaleur. Les modèles ont été validés avec des résultats expérimentaux et de la littérature et ont permis de déterminer l'influence de différents paramètres opérationnels et de la géométrie des modules sur les performances des procédés. Le modèle développé pour les AnMBRs équipés du système MMV permet d’étudier l’effet de la vibration membranaire sur l’hydrodynamique du réservoir. L’analyse paramétrique a permis d’étudier l’effet de la fréquence et de l’amplitude des vibrations sur la vitesse du fluide et la fraction volumique des solides dans le réservoir. Dans ce travail il a été démontré que les modèles proposés pourront être potentiellement appliqués à des études expérimentales préliminaires, l’optimisation des conditions opératoires, la conception des modules membranaires ainsi que pour l’estimation des coûts des procédés
In this work have been developed general predictive models for direct contact membrane distillation (DCMD) and sweeping gas membrane distillation (SGMD) as well as a hydrodynamic model for anaerobic membrane bioreactors (AnMBRs) equipped with the induced membrane vibration (MMV) system. The DCMD and SGMD models allow simulating hollow fibre and flat sheet configurations under wide range of process conditions without empirical mass and heat transfer coefficients or laboratory experiments. The models have been validated with experimental and literature data. Indeed, the influence of operating conditions and membrane geometric characteristics on the process performance has been investigated. The model for AnMBRs with MMV studies the effect of the membrane vibration on the hydrodynamics of the AnMBR tank. The parametric study allows knowing, the effects of the vibration frequency and amplitude on the fluid velocity and volume fraction of solids. The conducted studies prove that all the proposed models would be potentially applied for the pre-experimental study, optimization of process conditions, design of membrane modules as well as for the further cost estimation of the processes

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Thiaucourt, Jonas. "Méthodes et modèles pour l’étude de faisabilité des navires propulsés au gaz naturel liquéfié." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2019. http://www.theses.fr/2019ECDN0032/document.

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Abstract:

Rapporté à la tonne de fret, le trafic maritime est un mode de transport relativement « propre ». Néanmoins, par l’intensification des échanges mondiaux, sa part dans les émissions de Gaz à Effet de Serre (GES) au niveau mondial est appelée à augmenter. Conscients des effets néfastes associés aux GES, les pays membres des nations unies, via l’organisation maritime internationale, imposent le cadre réglementaire pour que ce secteur, vital dans une économie mondialisée, demeure écologiquement acceptable. Des objectifs ambitieux sont établis à court (2020) et moyen terme (2050). Or, d’après l’hypothèse faible de Porter, fixer des objectifs environnementaux sans imposer les moyens à mettre en oeuvre favorise l’innovation. Aussi, dans l’industrie du « shipping », les solutions fleurissent au premier rang desquelles figure l’emploi du Gaz Naturel Liquéfié (GNL) en tant que combustible. D’un point de vue thermodynamique, les inévitables infiltrations thermiques à travers les parois des réservoirs cryogéniques entraînent une variation de la pression dans le réservoir et des fluctuations de la qualité du gaz à l’admission moteur. Selon le schéma d’exploitation navire, ces deux phénomènes impactent significativement la pertinence de l’option GNL. En réponse, cette thèse propose un ensemble de modèles 0D pour, à partir d’un profil opérationnel, évaluer :1. l’évolution de la pression dans les réservoirs ;2. l’évolution de la qualité du gaz à l’admission moteur.Dans une première partie, des modèles sont proposés pour simuler les infiltrations thermiques à travers le réservoir, l’évaporation du GNL, son vieillissement (altération des propriétés du gaz par évaporation différenciée des composés) et l’évolution du taux de méthane à l’admission moteur. Puis, les modèles sont assemblés à travers une étude de cas apportée par un acteur du transport maritime
In proportion to the ton of cargo, shipping is a relatively “clean” transportation mode. Nevertheless, due to global trade intensification, its share in the global greenhouse gas (GHG) emissions should increase. Aware that GHG adverse effects are a major concern for humanity, united nation member states impose, via the international maritime organization, a regulatory framework so that this vital sector in a global economy remains sustainable. Short (2020) and medium (2050)-term goals are set. According to the weak version of Porter’s hypothesis, strict environmental regulations encourage innovations. Hence, in the shipping industry solutions flourish among which the use of Liquefied Natural Gas (LNG) as a fuel. On a thermodynamic basis, the unavoidable heat leaks into the cryogenic tanks cause variations of the tank pressure and the natural gas quality at engine inlet. Depending on the ship’s operational profile, those two phenomena will impact significantly the LNG as a fuel option relevance. One major bottleneck slowing the uptake of LNG as a marine fuel is the lack of methods and models to perform, at a concept design level, the feasibility study. In response, this thesis proposes 0D models to assess from the operational profile:1. the tank pressure evolution;2. the gas quality evolution at engine inlet.In the first part, models are proposed to simulate heat leaks into the tanks, LNG vaporization, ageing (the alteration of natural gas thermophysical properties by a differentiate vaporization of its compounds) and methane number evolution at engine inlet. Then, the models are put together and applied on a case study. The ship concept is proposed by a freight company

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Carcaud, Pierre. "Étude de quelques modèles cinétiques décrivant le phénomène d'évaporation en gravitation." Phd thesis, Université Rennes 1, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01018326.

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Abstract:

L'étude de l'évolution de galaxies, et tout particulièrement du phénomène d'évaporation, a été pour la première fois menée à l'aide de modèles physiques, par Chandrasekhar notamment, dans les années 40. Depuis, de nouveaux modèles plus sophistiqués ont été introduits par les physiciens. Ces modèles d'évolution des galaxies sont des modèles cinétiques; bien connus et bien étudiés par les mathématiciens. Cependant, l'aspect évaporation (le fait que des étoiles sortent du système étudié) n'avait pas encore été étudié mathématiquement, à ma connaissance. La galaxie est vue comme un gaz constitué d'étoiles et le modèle consiste en une équation de Vlasov-Poisson, l'interaction étant la gravitation universelle, couplée avec au second membre un terme de collision de type Landau. On rajoute à ce modèle une condition d'évaporation qui consiste à dire que les étoiles dont l'énergie cinétique est suffisamment élevée pour quitter le système sont exclues. Ce modèle étant trop compliqué à étudier tel quel, je propose dans cette thèse plusieurs modèles simplifiés qui sont des premières étapes nécessaires à l'étude du modèle général et qui permettent de mieux comprendre les difficultés à surmonter. Dans une première partie, je m'intéresse au cas homogène en espace, pour lequel le terme de Vlasov-Poisson est remplacé par une simple dérivée en temps. Je fais une étude précise du cas à symétrie radiale en vitesse avec un potentiel Maxwellien, le terme de Landau étant alors remplacé par un terme de type Fokker-Planck, et je montre dans ce cas l'existence et l'unicité d'une solution régulière et l'existence d'un profil asymptotique des solutions. Dans le cas homogène général, je montre l'existence et l'unicité d'une solution régulière tout pendant que la masse ne s'est pas totalement évaporée. J'illustre ces résultats théoriques par des simulations numériques réalisés à l'aide de schéma numériques conservateurs. Dans une seconde partie, je m'intéresse au cas non homogène en espace en dérivant un modèle hydrodynamique pour un modèle de type Vlasov-BGK (plus simple que le modèle Vlasov-Poisson-Landau) avec évaporation.

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Youssef, Moafaq Mohamed. "Exploration of novel fuels for gas turbine (ENV-406) : modeling of T60 test rig with diesel & biodiesel fuels." Master's thesis, Université Laval, 2014. http://hdl.handle.net/20.500.11794/25332.

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Abstract:

Dans cette thèse, un modèle numérique a été proposé pour simuler la combustion liquide des carburants conventionnels et non-conventionnels, en particulier le mélange de biodiesel B20. La matrice de test numérique constitue de quatre cas d’écoulement réactifs c.à.d. avec combustion et d’un cinquième avec injection liquide sans combustion (écoulement non-réactif). Les modèles sont calculés à l’aide du logiciel FLUENT™ v.14 en 3D et a l’état stationnaire. Les flammes de diffusion turbulentes sont modélisées en utilisant l’approche de flammelette laminaire stable, avec une fonction de densité de probabilité jointe (PDF). La Validation est effectuée en comparant les mesures expérimentales disponibles avec les résultats obtenus de la CFD. L’aérodynamique de la chambre de combustion, ainsi que les températures de parois extérieures sont captures avec un degré de précision satisfaisant. La validation des principaux produits de combustion, tels que : CO2, H2O et O2, montre des résultats satisfaisants pour tous les cas d'écoulement réactifs, mais certaines incohérences ont été relevées pour les émissions de CO. On pense que le banc d'essai (la géométrie de la chambre de combustion et son état de fonctionnement) n'est pas suffisamment adéquat pour la combustion de combustibles liquides. D’autre part, et d’un point de vue numérique, l’approche de flammelette laminaire stable a été trouvé raisonnablement hors mesure de saisir les effets profonds du non-équilibre chimique qui sont souvent associés au processus de lente formation d’un polluant, comme le CO.
In this thesis, a CFD model was proposed to simulate the liquid combustion of conventional and non-conventional biodiesel fuels, in particularly the B20 biodiesel blend. The numerical test matrix consists of four reacting flow cases, and one non-reacting liquid fuel injection case. The models are computed using FLUENT™ v.14 in a 3D steady-state fashion. The turbulent non-premixed diffusion flames are modeled using the steady laminar flamelet approach; with a joint presumed Probability density function (PDF) distribution. Validation is achieved by comparing available experimental measurements with the obtained CFD results. Combustor aerodynamics and the outer wall temperatures are captured with a satisfactory degree of accuracy. Validation of the main combustion products, such as: CO2, H2O, and O2, shows satisfactory results for all the reacting flow cases; however, some inconsistencies were found for the CO emissions. It is believed that the test rig (combustor geometry and operating condition) is not sufficiently adequate for burning liquid fuels. On the other hand, from a numerical combustion point of view, the steady laminar flamelet approach was found not reasonably able to capture the deep non-equilibrium effects associated with the slow formation process of a pollutant, such as CO.

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Roy, Xavier. "Propriétés moyennes des modèles inhomogènes en cosmologie relativiste." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00864219.

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Abstract:

Le modèle cosmologique standard possède plusieurs lacunes pour une description pertinente de l'évolution de notre univers et de ses constituants. Tout d'abord, il laisse en suspens l'explication de l'origine de la matière noire et de l'énergie sombre. Ces composants, introduits ad hoc afin de satisfaire aux observations, représentent ensemble environ 95% du contenu en énergie de l'univers. Un second problème concerne l'indépendance d'échelle du modèle : quel que soit l'échelle du système considéré, il est attendu une dynamique et une géométrie identiques. Il est possible de se détourner du modèle standard et de s'intéresser à des cosmologies inhomogènes et à leur évolution moyenne. Selon ce formalisme, les inhomogénéités au sein d'une échelle influencent globalement la dynamique de cette dernière par un effet dit de rétroaction. Cette démarche très riche propose également une explication élégante au problème des constituants sombres : tous deux apparaissent comme une manifestation effective des inhomogénéités de distributions de matière et de géométrie. Cette thèse s'intéresse aux propriétés des modèles inhomogènes moyennés en relativité générale. Nous proposons dans un premier temps de décrire le comportement global des inhomogénéités selon une évolution de Chaplygin, et selon une évolution de Ginzburg-Landau. Nous montrons également l'instabilité gravitationnelle globale des solutions de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker. Cette classe de solutions est connue comme étant localement instable sous l'introduction de perturbations ; ici nous montrons qualitativement qu'elle ne fournit pas, en général, une approximation correcte en tant que fond physique. Nous présentons finalement une nouvelle théorie relativiste perturbative, pour laquelle les inhomogénéités scalaires évoluent autour d'un fond général, et non plus autour d'un fond de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker pré-défini. Cette nouvelle étude étend l'applicabilité des cosmologies inhomogènes, et pourrait éventuellement expliquer la formation des grandes structures sans recours à l'énergie noire

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Perrotin, Lydie. "Hydroconversion du n-hexadécane : application à la 3ème étape du procédé "gas-to-liquids"." Montpellier 2, 2001. http://www.theses.fr/2001MON20133.

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Plein, Fränk. "When Bilevel Optimization Meets Gas Networks: Feasibility of Bookings in the European Entry-Exit Gas Market: Computational Complexity Results and Bilevel Optimization Approaches." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2021. https://dipot.ulb.ac.be/dspace/bitstream/2013/325604/3/TOC.pdf.

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Abstract:

Transport and trade of gas are decoupled after the liberalization of the European gas markets, which are now organized as so-called entry-exit systems. At the core of this market system are bookings and nominations, two special capacity-right contracts that grant traders access to the gas network. The latter is operated by a separate entity, known as the transmission system operator (TSO), who is in charge of the transport of gas from entry to exit nodes. In the mid to long term, traders sign a booking contract with the TSO to obtain injection and withdrawal capacities at entry and exit nodes, respectively. On a day-ahead basis, they then nominate within these booked capacities a balanced load flow of the planned amounts of gas to be injected into and withdrawn from the network the next day. The key property is that by signing a booking contract, the TSO is obliged to guarantee transportability for all balanced load flows in compliance with the booked capacities. To assess the feasibility of a booking, it is therefore necessary to check the feasibility of infinitely many nominations. As a result, deciding if a booking is feasible is a challenging mathematical problem, which we investigate in this dissertation.Our results range from passive networks, consisting of pipes only, to active networks, containing controllable elements to influence gas flows. Since the study of the latter naturally leads to a bilevel framework, we first consider some more general properties of bilevel optimization. For the case of linear bilevel optimization, we consider the hardness of validating the correctness of big-Ms often used in solving these problems via a single-level reformulation. We also derive a family of valid inequalities to be used in a bilevel-tailored branch-and-cut algorithm as a big-M-free alternative.We then turn to the study of feasible bookings. First, we present our results on passive networks, for which bilevel approaches are not required. A characterization of feasible bookings on passive networks is derived in terms of a finite set of nominations. While computing these nominations is a difficult task in general, we present polynomial complexity results for the special cases of tree-shaped or single-cycle passive networks. Finally, we consider networks with linearly modeled active elements. After obtaining a bilevel optimization model that allows us to determine the feasibility of a booking in this case, we derive various single-level reformulations to solve the problem. In addition, we obtain novel characterizations of feasible bookings on active networks, which generalize our characterization in the passive case. The performance of these various approaches is compared in a case study on two networks from the literature, one of which is a simplified version of the Greek gas network.
Transport et commerce de gaz sont découplés depuis la libéralisation des marchés européens du gaz, qui sont désormais organisés en systèmes dit d'entrée-sortie. Au cœur de ce système de marché se trouvent les réservations et les nominations, deux contrats spéciaux de droit à la capacité qui permettent aux négociants d'accéder au réseau de gaz. Ce dernier est exploité par une entité distincte, appelée gestionnaire de réseau de transport~(GRT), qui est chargée du transport du gaz entre les nœuds d'entrée et de sortie. À moyen et long terme, les négociants signent un contrat de réservation avec le GRT pour obtenir des capacités d'injection et d'extraction aux nœuds d'entrée et de sortie, respectivement. Au jour le jour, ils désignent ensuite, dans les limites des capacités réservées, un flux de charge équilibrée des quantités de gaz prévues à injecter et à extraire le lendemain. La propriété essentielle est qu'en signant un contrat de réservation, le GRT est obligé de garantir la transportabilité de tous les flux de charge équilibrée respectant les capacités réservées. Pour évaluer la faisabilité d'une réservation, il est donc nécessaire de vérifier la faisabilité d'une infinité de nominations. Par conséquent, décider si une réservation est réalisable est un problème mathématique difficile, que nous étudions dans cette thèse.Nos résultats vont des réseaux passifs, constitués uniquement de pipelines, aux réseaux actifs, contenant des éléments contrôlables pour influencer les flux de gaz. Comme l'étude de ces derniers conduit naturellement à un cadre biniveau, nous considérons d'abord certaines propriétés plus générales de l'optimisation biniveau. Pour le cas de l'optimisation biniveau linéaire, nous étudions la difficulté de valider l'exactitude des constantes de type big-M souvent utilisées dans la résolution de ces problèmes via une reformulation à un seul niveau. Nous déduisons également une famille d'inégalités valides à utiliser dans un algorithme de branch-and-cut adapté au biniveau comme alternative à l'approche utilisant des big-Ms.Nous nous tournons ensuite vers l'étude des réservations réalisables. D'abord, nous présentons nos résultats sur les réseaux passifs, pour lesquels les approches biniveaux ne sont pas nécessaires. Une caractérisation des réservations réalisables sur les réseaux passifs est déduite en termes d'un ensemble fini de nominations. Bien que le calcul de ces nominations soit une tâche difficile en général, nous présentons des algorithmes polynomiaux pour les cas particuliers des réseaux passifs en forme d'arbre ou contenant un cycle unique. Enfin, nous considérons les réseaux avec des éléments actifs modélisés à l'aide de contraintes linéaires. Après avoir obtenu un modèle biniveau, permettant de déterminer la faisabilité d'une réservation dans ce cas, nous dérivons diverses reformulations à un seul niveau pour résoudre le problème. En outre, nous obtenons de nouvelles caractérisations des réservations réalisables sur les réseaux actifs, qui généralisent notre caractérisation dans le cas passif. La performance de ces différentes approches est comparée dans une étude de cas réalisée sur deux réseaux de la littérature, dont l'un est une version simplifiée du réseau de gaz grec.
Nach der Liberalisierung der europäischen Gasmärkte, welche nun als sogenannte Entry-Exit Systeme organisiert sind, sind Transport und Handel von Gas entkoppelt. Im Zentrum dieses neuen Marktsystems sind Buchungen und Nominierungen, zwei spezielle Kapazitätrechtsverträge, die Händlern Zugang zum Gasnetz gewähren. Letzteres wird von einem separaten Akteur betrieben, dem sogenannten Fernleitungsnetzbetreiber (FNB), der für den Transport des Gases von den Einspeise- zu den Ausspeiseknoten verantwortlich ist. Händler schließen mittel- bis langfristig einen Buchungsvertrag mit dem FNB ab, um Ein- und Ausspeisekapazitäten zu erhalten. Täglich nominieren sie dann innerhalb der gebuchten Kapazitäten einen bilanzierten Lastfluss der geplanten Gasmengen, die am nächsten Tag eingespeist und entnommen werden sollen. Die Haupteigenschaft ist, dass der FNB sich durch Unterzeichnung eines Buchungsvertrages für die Transportierbarkeit aller bilanzierten Lastflüsse innerhalb der gebuchten Kapazitäten verpflichtet. Um die Zulässigkeit einer Buchung zu bestimmen ist es daher notwendig, die Zulässigkeit von unendlich vielen Nominierungen zu prüfen. Die Entscheidung, ob eine Buchung zulässig ist, ist daher ein anspruchsvolles mathematisches Problem, das wir in dieser Dissertation untersuchen.Unsere Ergebnisse reichen von passiven Netzen, die nur aus Rohren bestehen, bis hin zu aktiven Netzen, die steuerbare Elemente zur Beeinflussung der Gasflüsse enthalten. Da die Untersuchung aktiver Netze uns auf natürlichem Wege zu Bilevel-Problemen führt, betrachten wir zunächst einige allgemeinere Eigenschaften der Bilevel-Optimierung. Für den Fall der linearen Bilevel-Optimierung betrachten wir die Schwierigkeit, Big-Ms zu validieren, die oft bei der Lösung dieser Probleme mittels einer einstufigen Reformulierung verwendet werden. Wir leiten außerdem eine Familie gültiger Ungleichungen ab, die in einem Bilevel-spezifischen Branch-and-Cut Algorithmus als big-M-freie Alternative verwendet werden können.Wir wenden uns dann der Untersuchung von zulässigen Buchungen zu. Zunächst stellen wir unsere Ergebnisse zu passiven Netzwerken vor, für die Bilevel-Ansätze nicht erforderlich sind. Eine Charakterisierung zulässiger Buchungen in passiven Netzwerken wird in Bezug auf eine endliche Menge an Nominierungen hergeleitet. Während die Berechnung dieser Nominierungen im Allgemeinen eine schwierige Aufgabe ist, präsentieren wir polynomielle Komplexitätsergebnisse für die Spezialfälle baumförmiger oder einzyklischer passiver Netze. Schließlich betrachten wir Netze mit linear modellierten aktiven Elementen. Nachdem wir ein Bilevel-Modell hergeleitet haben, mit dem wir die Zulässigkeit einer Buchung in diesem Fall bestimmen können, leiten wir verschiedene einstufige Reformulierungen zur Lösung des Problems ab. Darüber hinaus erhalten wir neuartige Charakterisierungen zulässiger Buchungen auf aktiven Netzen, die unsere Charakterisierung im passiven Fall verallgemeinern. Die Anwendbarkeit dieser verschiedenen Ansätze wird in einer Fallstudie an zwei Netzen aus der Literatur verglichen, wovon eines eine vereinfachte Version des griechischen Gasnetzes ist.
Doctorat en Sciences
info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Wang, Yining. "CFD investigation of gas-solid flow dynamics in monolithic micro-circulating fluidized bed reactors." Master's thesis, Université Laval, 2008. http://hdl.handle.net/20.500.11794/20312.

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Abstract:

La biomasse est une des sources importantes d'énergie primaire et renouvelable. Le développement d'un procédé basé sur la conversion de celle-ci en énergie tout en demeurant respectueux de l'environnement, fait l'objet de recherches intenses aussi bien dans les mondes académique qu'industriel. La gazéification pour produire un gaz de biosynthèse est considérée comme une des options les plus prometteuses via la valorisation des sources de résidus de biomasse. La thermodynamique et la cinétique intrinsèque imposent que les réactions de gazéification de la biomasse doivent être effectuées à des températures élevées, exigeant la fourniture et la récupération de chaleur de manière efficace. Le concept de gazéification allotherme (par opposition à son pendant autotherme) offre une solution attrayante pour la mise en oeuvre à haute température du couplage de réactions fortement endothermique avec des réactions exothermiques. Toutefois, la mise en oeuvre pratique du concept sous haute température n'est pas aisée. Dans ce travail, un nouveau concept pour la gazéification de résidus de la biomasse est proposé impliquant l'hybridation de réactions à hautes températures de la gazéification et de la combustion dans un réacteur monolithique structuré. Clairement, le design et l'optimisation de ce nouveau procédé hybride requiert la compréhension précise, non seulement des phénomènes physico-chimiques de la conversion thermochimique de la biomasse, mais aussi du comportement hydrodynamique, complexe, des deux phases mises en oeuvre dans un microréacteur monolithique à lit fluidisé. À cet égard, la caractéristique hydrodynamique de la distribution des écoulements des phases gaz-solide au sein du réacteur revêt une importance cruciale pour la prédiction du comportement des processus de gazéification/combustion et pour l'examen de stratégies d'opération du procédé. En particulier, en raison de la nature complexe de l'interaction entre le gaz et les particules solides ainsi que la phase stationnaire représentée par le microréacteur monolithique, un des défis dans le design et l'opération de ces réacteurs est la prévention de la maldistribution des phases. Dans ce travail, la mécanique des fluides numériques (MFN) est mise à profit comme outil de simulation permettant d'explorer les distributions des écoulements gaz-solide dans un réacteur monolithique. L'ensemble des sections structurée 111 (le monolithe) et les parties terminales non-structurées (lits fixes aléatoires permettant l'alimentation et l'évacuation de la suspension gaz-solide) est globalement considéré dans la simulation afin de capturer les tendances lourdes des mécanismes contribuant à la dynamique gaz-solide. Les résultats des simulations ont démontré la capacité de la MFN à capturer la caractéristique de non-uniformité de l'écoulement dans ce type de géométrie

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Vavasseur, Arthur. "Modèles cinétiques de particules en interaction avec leur environnement." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016AZUR4086/document.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous étudions la généralisation à une infinité de particules d'un modèle hamiltonien décrivant les interactions entre une particule et son environnement. Le milieu est considéré comme une superposition continue de membranes vibrantes. Au bout d'un certain temps, tout se passe comme si la particule était soumise à une force de frottement linéaire. Les équations obtenus pour un grand nombre de particules sont proches des équations de Vlasov. Dans un premier chapitre, on montre d'abord l'existence et l'unicité des solutions puis on s'intéresse à certains régimes asymptotiques; en faisant tendre la vitesse des ondes dans le milieu vers l'infini et en redimensionnant les échelles, on obtient à la limite une équation de Vlasov, on montre que si l'on modifie en plus une fonction paramètrisant le système, on obtient l'équation de Vlasov-Poisson attractive. Dans un deuxième chapitre, on ajoute un terme de diffusion à l'équation. Cela correspond à prendre en compte une agitation brownienne et un frottement linéaire sur les particules. Le principal résultat de ce chapitre est la convergence de la distribution de particules vers une unique distribution stationnaire. On montre la limite de diffusion pour ce nouveau système en faisant tendre simultanément la vitesse de propagation vers l'infini. On obtient une équation plus simple pour la densité spatiale. Dans le chapitre 3, nous montrons la validité des équations déjà étudiées par une limite de champ moyen. Dans le dernier chapitre, on étudie l'asymptotique en temps long de l'équation décrivant l'évolution de la densité spatiale obtenue dans le chapitre 2, des résultats faibles de convergence sont obtenus
The goal of this PhD is to study a generalisation of a model describing the interaction between a single particle and its environment. We consider an infinite number of particles represented by their distribution function. The environment is modelled by a vibrating scalar field which exchanges energy with the particles. In the single particle case, after a large time, the particle behaves as if it were subjected to a linear friction force driven by the environment. The equations that we obtain for a large number of particles are close to the Vlasov equation. In the first chapter, we prove that our new system has a unique solution. We then care about some asymptotic issues; if the wave velocity in the medium goes to infinity, adapting the scaling of the interaction, we connect our system with the Vlasov equation. Changing also continuously a function that parametrizes the model, we also connect our model with the attractive Vlasov-Poisson equation. In the second chapter, we add a diffusive term in our equation. It means that we consider that the particles are subjected to a friction force and a Brownian motion. Our main result states that the distribution function converges to the unique equilibrium distribution of the system. We also establish the diffusive limit making the wave velocity go to infinity at the same time. We find a simpler equation satisfied by the spatial density. In chapter 3, we prove the validity of both equations studied in the two first chapters by a mean field limit. The last chapter is devoted to studying the large time asymptotic properties of the equation that we obtained on the spatial density in chapter 2. We prove some weak convergence results

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Gulas, Michal. "Growth of carbon nanotubes by plasma enhanced hot filament catalytic chemical vapour deposition : Correlation between gas phase and substrate surface." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2008. http://www.theses.fr/2008STR13144.

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Naillon, Antoine. "Écoulements liquide-gaz, évaporation, cristallisation dans les milieux micro et nanoporeux : études à partir de systèmes modèles micro et nanofluidiques." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2016. http://oatao.univ-toulouse.fr/17681/1/Naillon.pdf.

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Abstract:

Les écoulements en milieux poreux sont omniprésents tant dans la nature que dans l'industrie. Les travaux menés dans cette thèse ont pour objectif d’étudier ces écoulements en présence de liquide et de gaz. Cela correspond aux situations d'imbibition (ou invasion capillaire), de drainage (ou déplacement d'un fluide mouillant par la mise en pression d'un fluide non mouillant), et d'évaporation (ou de séchage). L'étude se base sur l'utilisation de systèmes modèles artificiels. Une première partie de ce travail se concentre sur les écoulements liquide-gaz dans les milieux dont la taille des pores est inférieure à 100 nm. Ces milieux sont dits nanoporeux. A cette échelle, différents phénomènes sont susceptibles de modifier les écoulements liquide-gaz par rapport à ce qui est observé à l’échelle micrométrique : accrochage de la ligne de contact, pression fortement négative en phase liquide ou cavitation par exemple. Des expériences sont donc nécessaires pour mieux caractériser ces écoulements. En parallèle, les récents progrès en nanofabrication permettent d’obtenir des systèmes dont la profondeur peut descendre jusqu’à quelques nanomètres. Cette approche, désormais classique à plus grande échelle, nous fournit un outil innovant pour étudier les écoulements dans des milieux nanoporeux modèles, en deux dimensions. Un atout évident de ce type de modèles est qu'ils permettent une visualisation directe des deux phases, liquide et gaz. Des dispositifs nanofluidiques en silicium-verre et à profondeur constante ont été réalisés dans la gamme 20-500 nm. Un nouveau procédé de nanofabrication basé sur une lithographie laser à niveau de gris a été développé afin d’obtenir des dispositifs à profondeurs variables en une seule étape. Les expériences d'imbibition et un modèle théorique ont mis en avant que la pressurisation du gaz accélère son transport dans le liquide. Ensuite, des expériences de drainage ont été réalisées dans des dispositifs nanofluidiques avec des pressions de l’ordre de 20 bars. Des simulations sur réseau de pores utilisant l’algorithme de percolation d'invasion ont montré que les motifs d'invasion expérimentaux correspondaient à ce qui était attendu à l’échelle micrométrique pour des écoulements à faible nombre capillaire. Enfin, l'évaporation en nanocanaux a révélé des cinétiques intéressantes d'apparition et de croissance de bulles dans le liquide. Une ouverture est faite sur l'intérêt de poursuivre ces études dans des systèmes déformables. La deuxième partie de cette thèse s'est focalisée sur la cristallisation du chlorure de sodium à l'échelle d’un pore micrométrique. Dans le cas particulier du séchage d'une solution de sel, l'évaporation amène à la cristallisation des espèces dissoutes. Ce phénomène est largement impliqué dans la problématique de la conservation des oeuvres d'arts ou de la détérioration précoce des édifices. Les mécanismes qui conduisent à la génération de contraintes par un cristal sur une paroi, appelée pression de cristallisation, ne sont pas encore admis tant à l’échelle macro que microscopique. Des déformations induites par la cristallisation du sel ont été observées dans des dispositifs microfluidiques verre-polymère (PDMS). La vitesse de croissance d’un cristal a été mesurée à haute cadence d'acquisition, aboutissant à une nouvelle valeur de la constante de cinétique de réaction, supérieure d'un à deux ordres de grandeur aux données de la littérature. Un modèle numérique prédit l'évolution du champ de concentration en sel dissous lors de la croissance du cristal. Complété par une analyse théorique qui a mis en avant un nombre de Damkhöler prenant en compte les propriétés de transport et la taille du pore, il a permis de construire un diagramme de phase qui traduit les conditions favorables à la génération de contraintes par un cristal sur une paroi. Enfin, un mécanisme de génération de contraintes négatives entraînant la fermeture du pore a été observé.

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Morel, Christophe. "Modélisation multidimensionnelle des écoulements diphasiques gaz - liquide : application à la simulation des écoulements à bulles ascendants en conduite verticale." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1997. http://www.theses.fr/1997ECAP0543.

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Abstract:

Cette étude comporte en premier lieu une réflexion générale sur la modélisation multidimensionnelle des écoulements diphasiques gaz - liquide. Une nouvelle notion de carte de configuration locale de l'écoulement est proposée. L’effort de modélisation est porté plus particulièrement sur les écoulements dispersés à bulles. La fermeture des termes de diffusion turbulente et de transferts interfaciaux est explicitée dans le cadre d'un modèle à deux fluides. Le modèle K- a été retenu pour la turbulence de la phase liquide. Les équations originales de ce modèle étant particulièrement complexes, une analyse des ordres de grandeurs a été effectuée afin de ne retenir que les termes les plus importants. Par ailleurs, les transferts interfaciaux sont proportionnels à l'aire interfaciale volumique qui est inconnue. Une équation de transport pour cette quantité a été établie à l'aide de deux méthodes différentes. La première méthode, originale, est indépendante du régime d'écoulement considéré. La seconde méthode, basée sur un formalisme statistique, est restreinte à l'étude d'écoulements dispersés. Des relations de fermeture sont également proposées pour les termes dus à la coalescence des bulles et à la compressibilité et la dilatabilité du gaz qui apparaissent dans l'équation d'aire interfaciale volumique. Les différents modèles proposes ont été implantés dans le module tridimensionnel du code CATHARE. De nombreux tests de sensibilité aux constantes intervenants dans ces modèles ont été effectués. Les résultats des simulations ont été comparés aux résultats expérimentaux disponibles dans la littérature et discutés.

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Bell, Mbea. "Three essays in the economics of greenhouse gas emissions' mitigation in the electricity sector." Doctoral thesis, Université Laval, 2018. http://hdl.handle.net/20.500.11794/28367.

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Abstract:

Face à la menace du changement climatique, il est nécessaire que chaque juridiction politique prenne des mesures rapides et efficaces pour réduire ses émissions de gaz à effet de serre (GES). Dans cette problématique, le secteur de la production d'électricité a un rôle central à jouer. D'une part, ce secteur fait partie des principaux responsables des émissions de GES, et d'autre part, ce secteur offre plusieurs solutions alternatives pour produire de l'électricité sans émissions, telles que des sources renouvelables ou des sources fossiles combinées à la capture et à la séquestration du carbone. Cette thèse examine des solutions économiquement rentables pour réduire les émissions de GES et promouvoir des technologies respectueuses du climat dans le secteur de la production d'électricité. Précisément, elle compare deux instruments dissuasifs : les instruments financiers visant à mettre un prix sur le carbone (taxe sur le carbone ou marché du carbone) et les normes minimales d'utilisation de sources d'énergies propres. Cette thèse explore également l'enjeu de la promotion des technologies respectueuses du climat par une règle effciente d'allocation des subventions publiques à ces technologies. Cette thèse se développe en trois essais. Le premier essai compare une taxe sur les émissions et une norme d'énergie propre en utilisant un modèle d'équilibre général de la production d'électricité. La structure de la production d'électricité comprend deux usines : une qui génère sa production à partir de sources renouvelables et l'autre à partir de sources fossiles émettant du CO2. Le modèle est calibré pour correspondre aux agrégats macroéconomiques sélectionnés de l'économie de la ColombieBritannique. Le modèle est ensuite utilisé pour mener des expériences conceptuelles qui mesurent le coût économique d'atteindre une cible de réduction des émissions optimale avec un instrument de politique donné contre le coût contrefactuel d'atteindre la même cible avec un autre instrument de politique. L'expérience conduit à la conclusion qu'une taxe sur les émissions est plus efficace sur le plan environnemental et moins coûteuse qu'une norme d'énergie propre. Le deuxième essai enrichit la comparaison entre une norme d'électricité propre et une taxe sur le carbone en ajoutant l'innovation et le pouvoir de marché. Cet essai propose une concurrence oligopolistique dans la production d'électricité basée sur un jeu non coopératif à 2 étapes entre une usine propre et sa rivale polluante. L'usine polluante peut innover pour réduire ses émissions, et l'usine propre peut innover pour réduire le désavantage préexistant de ses coûts de production. L'innovation et le pouvoir de marché se combinent pour générer de nouvelles idées, d'abord sur la capacité d'une politique climatique fiscalement neutre de générer un effet de recyclage des revenus et, d'autre part, sur les mécanismes par lesquels elle augmente le ratio d'énergies propres généré par l'électricité. Le modèle est calibré à des agrégats macroéconomiques sélectionnés des États-Unis. Les simulations numériques révèlent de nouvelles sources d'hétérogénéité dans le classement des instruments de politique alternative, qui ont échappé aux lentilles de modèles de compétition parfaite. En particulier, le résultat montre que la norme tend à être un meilleur instrument lorsque (i) le niveau d'ambition de la politique climatique est faible, ou (ii) le niveau de désavantage préexistant des coûts de production de l'usine propre est suffisamment petit, ou (iii) le coût relatif de l'innovation dans les technologies renouvelables est faible. En revanche, la taxe sur le carbone tend à être un meilleur instrument dans les cas inverses. Le troisième essai examine la problématique de la promotion des technologies respectueuses du climat. Précisément, cet essai détermine une règle efficiente d'allocation des subventions publiques aux investissements entre les technologies renouvelables améliorant la productivité et les solutions visant à rendre propre les sources fossiles. Le modèle d'équilibre général sous-jacent comporte un secteur de production d'électricité duopolistique, parallèlement à un secteur de la production d'un bien final. Les résultats de l'analyse quantitative utilisant la version calibrée du modèle indiquent que, lorsqu'une taxe sur le carbone est utilisée pour encourager la réduction des émissions, la règle de répartition des subventions rentable est celle qui n'impose pas de punitions multiples sur l'utilisation des ressources fossiles. Par conséquent, lorsque les différences de coûts d'innovation entre les deux sources technologies respectueuses du climat ne sont pas trop importantes, il est plus rentable d'allouer une plus grande part des subventions aux solutions visant à rendre propre les sources fossiles. En outre, pour atteindre un objectif plus ambitieux de réduction des émissions, il est plus rentable d'augmenter à la fois la taxe carbone et la part des subventions allouées aux technologies visant à rendre propre les sources fossiles.
Climate change is one of the biggest challenges that the world is facing. In order to limit global warming, each political jurisdiction must implement a drastic climate policy to mitigate anthropogenic greenhouse gases (GHGs). In this challenge, the electricity generation sector has a central role to play. On the one hand, it is a major contributor to the total GHG emissions, and on the other hand, this sector offers several alternatives for generating electricity without emissions, such as renewable sources or fossil fuel generators equipped with carbon capture and sequestration (CCS) capacity. In three essays, this thesis examines cost-efficient solutions to reducing GHG emissions and promoting climate-friendly technologies in the electricity sector. The first essay compares an emissions tax and a clean energy standard using a calibrated general equilibrium model of electricity generation. The structure of electricity production features two plants: one that generates its output based on renewable sources and the other based on fossil source emitting CO2. The model is calibrated to match selected macroeconomic aggregates of the economy of British Columbia. The calibrated model is then used to conduct conceptual experiments that pit the overall cost of achieving the optimal emissions reduction target with a given policy instrument against the counterfactual cost of achieving the same target with an alternative policy instrument. The experiments lead to the conclusion that an emissions tax is more environmentally effective as well as more cost-effective than a clean energy standard. The second essay extends the comparison between a clean electricity standard and a carbon tax on cost-effectiveness grounds by adding innovation and market power. In our model, a two-stage competition in the electricity sector between a clean plant and its "dirty" rival anchors a two-sector general equilibrium model of climate change intervention. The dirty plant can innovate to reduce its emissions, and the clean plant can innovate to reduce its pre-existing cost-disadvantage. The model is calibrated to selected US macroeconomics aggregates. Results in this essay overturn those obtained in the first, where perfect competition was the feature of the electricity industry. The second essay thus shows cost-effective choice of climate policy instruments depends on the industrial organization of the electricity sector, as well as on the mechanisms plants use to respond to climate policy. Whereas the first two essays are only concerned with abatement incentives the third, by contrast, considers a climate policy action aimed, not only at incentivizing abatement, but also at promoting clean electricity solutions to climate change. These solutions have two competing sources. On the one hand, there are climate change solutions consisting of technological innovations that mitigate the intermittency and variability problems associated with renewable sources of electricity. Such solutions, when adequate, reduce the cost-disadvantage of renewable sources at reaching large-scale deployment. On the other hand, there are climate change solutions consisting of carbon abatement technologies that mitigate the trade-off between abatement effort and electricity output among fossil fuel generators. CCS technologies are an essential component of these fossil fuel-based climate change solutions. The main contribution of this essay is to show that, in countries with an abundant supply of fossil fuels, subsidizing fossil fuel-based climate change solutions can be an integral part of a cost-effective climate policy action aimed at achieving ambitious emissions reductions.

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Lalande, Mathieu. "Processus induits par l'irradiation de modèles peptidiques de la triple hélice du collagène en phase gazeuse." Thesis, Normandie, 2018. http://www.theses.fr/2018NORMC235/document.

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Abstract:

Le collagène est la protéine la plus abondante dans les mammifères, et le constituant principal de la matrice extracellulaire du cartilage. Les propriétés mécaniques de ce tissu sont dues à la structure particulière du collagène : la triple hélice. Lors de cette thèse, nous nous sommes intéressés à des peptides modèles de la triple hélice du collagène en phase gazeuse, ce qui permet l’étude de leurs propriétés intrinsèques, dont les processus fondamentaux induits par des rayonnements ionisants. Une étude structurale de ces systèmes par spectrométrie de mobilité ionique a permis de s’assurer qu’ils conservent bien leurs propriétés structurales et de stabilité en l’absence de solvant. De plus, cette stabilité se manifeste aussi lors de l’irradiation par photons ionisants dans un piège à ions. Par ailleurs, nous avons observé, grâce à la spectrométrie de masse, une transition entre photo-excitation et photo-ionisation lorsque l’énergie du photon absorbé augmente dans la gamme VUV-X. Une partie de cette énergie est également redistribuée dans les modes de vibration du système, croît avec l’énergie du photon, et induit la fragmentation inter puis intramoléculaire de la triple hélice. Nous avons également irradié pour la première fois des peptides en phase gazeuse par un faisceau d’ions carbones à l’énergie cinétique pertinente dans le contexte de l’hadronthérapie. Un processus non-observé avec les photons a été mis en évidence : le détachement de proton. Enfin, la validation d’un nouveau dispositif expérimental dédié à l’irradiation de protéines et brins d’ADN par des ions en faisceaux croisés, ainsi que les premiers résultats obtenus, seront abordés
Collagen is the most abundant protein in mammals, and the main constituent of the extracellular matrix of cartilage. The mechanical properties of this tissue are due to the particular triple helical structure of collagen. In this thesis, we focused on peptidic models of the collagen triple helix in thegas phase, which allows reaching their intrinsic properties, including fundamental processes induced by ionizing radiations. An ion mobility spectrometry study of these systems proved that they retain their structural and stability properties in the absence of solvent. In addition, these stability properties also play a role after irradiation with ionizing photons in an ion trap. Furthermore, we have observed, thanks to mass spectrometry, a transition between photo-excitation and photoionization as the energy of the absorbed photon increases in the VUV-X range. Part of this energy is also redistributed in the vibration modes of the system, increases with photon energy, and induces intramolecular as well as intramolecular fragmentation of the triple helix. For the first time, we irradiated peptides in the gas phase by a carbon ion beam having a kinetic energy relevant in the context of hadrontherapy. A process that was absent from studies with photons has been observed : proton detachment. In the last chapter, the validation of a new experimental device dedicated to the irradiation of proteins and DNA strands in a cross-beam configuration, as well as the first results obtained, will be reported

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Herisson, Alexandre. "Flottation réactive à l'ozone de contaminants modèles issus de papiers récupérés : étude hydrodynamique et réactivité." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAI104.

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Abstract:

La diminution de la qualité des collectes des papiers récupérés ainsi que l’accumulation de substances dissoutes dans les eaux de procédés affecte l’efficacité des lignes de désencrage industrielles et contamine davantage les effluents liquides. Dans ce contexte, le LGP2 a développé depuis quelques années un procédé innovant de désencrage, la flottation réactive à l’ozone, afin de dégrader chimiquement les polluants dissouts en parallèle de l’élimination de l’encre. Afin de mieux comprendre les mécanismes mis en jeu, des essais de flottation à l’air et à un mélange ozone/oxygène, sur trois contaminants modèles, sélectionnés après une étude bibliographique préalable, ont été réalisés dans un milieu diphasique gaz/liquide, en l’absence de fibres cellulosiques. Les expérimentations ont été conduites sur deux pilotes de laboratoire instrumentés : une colonne à bulles fonctionnant avec de l’air uniquement, pour l’étude du comportement hydrodynamique (taille et distribution de bulles, rétention gazeuse) en présence des contaminants dissouts, et une deuxième colonne à bulles, similaire mais conçue avec des matériaux résistants aux gaz corrosifs, dédiée à l’étude des réactions d’oxydation en présence d’ozone. L’examen du comportement hydrodynamique montre que les conditions de débit de gaz et d’injection retenues conduisent à des tailles de bulles optimales pour une flottation efficace, que ce soit en présence ou absence de contaminants. Ces conditions obtenues avec de l’air ont été transposées en première approximation au système ozone/oxygène. L’étude du transfert de l’ozone et de sa réactivité avec les trois contaminants modèles, à différentes températures et concentrations en ozone, a conduit à la détermination des constantes cinétiques de réaction et a montré que les contaminants étaient, selon leur nature, oxydés ou dépolymérisés. Bien que la DCO des solutions traitées diminue très peu après la flottation réactive à l’ozone, la qualité des effluents est améliorée sur le plan de leur biodégradabilité
The decrease of the recovered paper collection quality and the accumulation of dissolved substances in process water affect the deinking line efficiency and contaminate more and more the liquid effluents. In this context the LGP2 has developed an innovative deinking process, the ozone reactive flotation, to chemically degrade dissolved pollutants in parallel with ink removal. To better understand the mechanisms involved, air and ozone/oxygen flotation trials have been conducted on three model contaminants selected in a preliminary bibliographic review, in a two-phase gas/liquid system, in the absence of fibers. Experiments have been carried out on two instrumented laboratory pilots: a bubble column operating only with air for the study of the hydrodynamics of the reactor (bubbles size and distribution, gas hold-up) in the presence of dissolved contaminants, and a second one, similar in its conception but built using materials resistant to corrosive gas, dedicated to the study of the oxidation reactions with ozone. The evaluation of the hydrodynamics related to gas flow and injection system selected, studied with air but supposed to be the same with ozone/oxygen gas mixture, shows that the bubble size, with or without contaminants, is optimal for an efficient flotation process. The study of ozone mass transfer and reactivity with the three model contaminants, for several temperatures and ozone concentrations, leads to the calculation of kinetic constants and shows that the contaminants, depending on their nature, have been oxidized or depolymerized. Although the COD of the treated solutions does not decrease a lot after the ozone reactive flotation, the effluent quality has been improved in terms of biodegradability since contaminants are partially degraded

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Kangni-Foli, Ekoé. "Apport de matériaux cimentaires modèles à la description des cinétiques de carbonatation de bétons bas-pH : conséquences sur la microstructure le transport de gaz et les déformations." Electronic Thesis or Diss., Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019PSLET056.

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Abstract:

Le projet CIGÉO initié par l'Andra vise au stockage réversible des déchets radioactifs en site géologique. L'Andra envisage le stockage des déchets MAVL (Moyenne Activité-Vie Longue) dans des alvéoles souterrains scellés par un noyau d'argile gonflante en appui sur deux massifs en béton. L'utilisation de bétons classiques causant un panache alcalin conduirait à une inhibition potentielle des propriétés de gonflement du noyau d'argile. Les bétons bas-pH ont donc été développés en conséquence : ils sont obtenus par ajout massif de silice, les amenant ainsi à une valeur de pH deux à trois unités plus basse que les bétons classiques.L'IRSN questionne la durabilité des éléments bas-pH, puisque les éléments de connaissance actuels tendent à montrer une sensibilité accrue de ces matériaux vis-à-vis de l'environnement de stockage et notamment de la carbonatation atmosphérique. Cette carbonatation serait induite par la réaction entre le CO2 contenu dans l'air (utilisé pour ventiler les alvéoles durant leur phase d'exploitation) et le calcium contenu dans les différentes phases constitutives du matériau cimentaire. Des études montrent une augmentation des propriétés de perméabilité suite à la carbonatation des éléments bas-pH corrélée à une plus grande distribution des tailles de pores et une fissuration plus importante au sein des matériaux.Cette thèse porte sur la compréhension du comportement des matériaux bas-pH face à la réaction de carbonatation. L'approche adoptée sera multi-échelles, nous aurons recours à l'étude de différents matériaux cimentaires avec une complexité minéralogique croissante. Celle-ci allant de matériaux modèles uniquement constitués de C-S-H (Silicate de Calcium hydraté) brique élémentaire des liants hydrauliques, aux matériaux industriels comprenant l'ensemble des phases propres aux matériaux cimentaires. La première partie de cette thèse, comprendra la synthèse, la carbonatation accélérée et la caractérisation fine sur le plan chimique, minéralogique, et microstructurale des matériaux. La deuxième étape, correspondra à un post traitement numérique des résultats expérimentaux, via le code couplé chimie-transport HYTEC, permettant l'éva1uation des cinétiques chimiques par analyse inverse
Andra, the agency in charge of the radioactive waste management in France, is responsible for the design and the conception of the future deep geological disposal facility purposed to host among others the intermediate level long lived wastes (ILW-LL). The design proposed envisaged the sealing of the disposal ILW-LL wastes’ cells by a swelling clay and two low-pH concrete plugs. Those Low-pH cementitious materials are obtained by massive incorporation of siliceous bearing materials in usual cements, which aimed to lower the materials’ alkalinity (pH). The recourse to commonly used cementitious materials for the sealing would lead to an inhibition of the swelling properties of the clays due to the cements’ high alkalinity.Recent studies have highlighted for low-pH materials an increased permeability, cracking and pore size distribution upon carbonation. IRSN as a French nuclear safety expert raised the question (through this study) of the durability of Low-pH materials in the framework of the carbonation. The carbonation is defined in cementitious materials as the reaction of calcium (Ca) from Ca-bearing phases with the dissolved CO2 in the pore structure, initially present in the atmosphere. A model material approach was adopted in order to unveil the chemical changes and to allow mass balances after carbonation. The results obtained evidenced the role of the calcium content and the aluminum content. Materials with high Ca content evidenced the slower carbonation kinetic. In presence of aluminium and high calcium content TAH and pentahedral Al species were formed, their presence and reactivity correlated with a decreased rate of C-A-S-H degradation compared to the one induced by high ca content. The microstructural evolutions and the changes in volumes and the shrinkage were quantified, the coupling between the chemistry and the transport properties was demonstrated comparing the model materials and the industrials low-pH material

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Cabaret, Sébastien. "Algorithmes de contrôles avancés pour les installations à gaz du Large Hadron Collider au CERN suivant le framework et l'approche dirigée par les modèles du projet Gas Control System." Amiens, 2008. http://www.theses.fr/2008AMIE0104.

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Abstract:

Cette thèse présente les résultats obtenus dans le cadre de mes recherches au CERN (Centre Européen pour le Recherche Nucléaire). Elle traite de l’intégration d’algorithmes de contrôles avancés pour les 21 installations à Gaz du nouvel accélérateur de particules, le LHC (Large Hadron Collider). La démarche s’inscrit dans le choix stratégique du projet appelé GCS (Gas Control System) : produire l’ensemble des systèmes de contrôle-commande par des déclinaisons récursives de production automatique des applications. Les équipements de contrôles prévus à cet effet sont des automates programmables industriels et des systèmes de supervisions industrielles. Dans ce contexte, certains algorithmes de contrôles avancés se démarquent par leur capacité à s’adapter à ces exigences : le prédicteur de Smith (compensation des retards), les méthodes prédictives (robustesses et réglages conviviaux), le contrôleur RST (structure ouverte et résolution polynomiale) et les identifications paramétriques en ligne (utilisation des modèles de comportements). Les travaux s’articulent en quatre points. Le premier traite de la synthèse des stratégies d’identification et de régulations avancées dans un automate programmable industriel. Le deuxième exprime la validité d’implémentation. Le troisième développe la systématisation d’utilisation d’algorithmes de régulation, dans un projet empreint de deux méthodologies de réalisations innovantes : un framework de développement et une réalisation dirigée par les modèles. Enfin le quatrième s’attache à fournir aux experts de processus à gaz, une interface standard permettant l’utilisation efficace des algorithmes de régulation avancée
This thesis highlights my final research results at CERN (European Nuclear Research Center). It deals with advanced control algorithms integrated for the 21 Gas System installations of the new particles accelerator named LHC (Large Hadron Collider). The process is enclosed into the strategic GCS project (Gas Control System): producing the overall control systems by recursive declinations via an automation production application. The controls equipments engage are industrials Programmable Logic Controllers combine with SCADA systems (System Control And Data Acquisition). In this context some advanced control algorithms are well adapted by its capability to comply with these typical needs: the Smith Predictor (dead time compensation), the predictive methods (robustness and convivial tuning), the RST controller (open structure and polynomial resolution) and the online parametric identification methods. The work presented is structured in four points. First, it deals with the synthesis of advanced control loop and identification methods for an industrial Programmable Logic Controller. Second, it exposes the implementation validity. Third, it develops the systemic use of advanced control loops in a large scale project build with two innovative methodologies: a framework of development and a model driven realization. Fourth, it concludes by providing to the Gas process experts a standard interface allowing an efficient use of advanced control algorithms

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Royer, Julien. "Processus ARCH d'ordre infini, Bêtas dynamiques et applications financières." Electronic Thesis or Diss., Institut polytechnique de Paris, 2022. http://www.theses.fr/2022IPPAG012.

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Abstract:

La modélisation des séries temporelles financières est rendue difficile par la présence de faits stylisés. Ces propriétés statistiques empiriques rendent nécessaires l'utilisation de modèles non-linéaires hétéroscédastiques. Les modèles ARCH d'ordre infini ont été introduits afin de permettre une modélisation plus fine de ces faits stylisés, et en particulier le phénomène de forte persistance des chocs de volatilités. Nous présentons de nouvelles extensions à ces modèles flexibles et étudions leur inférence. En premier lieu, nous considérons un modèle ARCH d'ordre infini asymétrique. Nous démontrons l'existence d'une solution stationnaire et nous établissons les propriétés asymptotiques de l'estimateur de quasi-maximum de vraisemblance dans le cadre de ce modèle. En particulier, nous permettons au paramètre d'être sur le bord de l'espace des paramètres, empêchant la normalité asymptotique. De plus, nous introduisons un test portmanteau vérifiant l'adéquation du modèle aux données ainsi qu'un test statistique pour la présence de mémoire et d'asymétrie. Dans un second temps, nous nous intéressons à la modélisation des coefficients d'une régression linéaire conditionnelle. Les modèles à facteurs linéaires sont au cœur de nombreux modèles financiers et souvent, les coefficients de régressions sont supposés constants. Nous proposons un modèle permettant la mesure de la dynamique de ces coefficients Bêtas dans le cadre des modèles ARCH d'ordre infini multivariés. En particulier, nous permettons l'ajout de variables exogènes dans la dynamique des Bêtas conditionnels et discutons de potentiels candidats. Nous établissons les conditions d'existence d'une solution stationnaire et discutons l'existence de moments de cette dernière. Enfin, nous considérons un exercice de valorisation d'actifs basé sur des Bêtas dynamiques. A cet effet, nous étendons les résultats de tests statistiques dans le cas de Bêtas dérivés d'un modèle GAS et proposons une procédure de rééchantillonnage. Nous introduisons une méthode d'estimation en deux étapes pour mesurer les primes de risque dynamiques sous-jacentes au modèle d'évaluation
The modeling of financial time series is made difficult by the presence of stylized facts. These empirical statistical properties led to the development of heteroskedastic nonlinear models. Infinite ARCH specifications have been introduced to allow finer modeling of these stylized facts, and in particular the phenomenon of strong persistence of volatility shocks. We present new extensions to these flexible models and study their inference. First, we consider an asymmetric infinite ARCH model. We prove the existence of a stationary solution and establish the asymptotic properties of the quasi-maximum likelihood estimator in this framework. In particular, we allow the parameter to lie on the boundary of the parameter space, precluding asymptotic normality. Moreover, we introduce a portmanteau test assessing the goodness-of-fit of the model on data. We also propose a test for the presence of memory and asymmetry. In a second time, we consider the modeling of the coefficients of a conditional linear regression. Linear factor models are key to many financial models and regression coefficients are often wrongfully assumed constant. We propose a model allowing for dynamic beta coefficients within the framework of multivariate infinite ARCH models. In particular, we allow the addition of exogenous variables in the dynamics of conditional betas and discuss potential candidates. We establish the conditions of existence of a stationary solution and discuss the existence of its moments. Finally, we consider an asset pricing exercise based on dynamic betas. To this end, we extend the results of statistical tests in the case of score-driven betas and propose a bootstrap procedure. Additionally, we introduce a two-step estimation method to measure the dynamic risk premia underlying the asset pricing model

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Sáinz-García, Álvaro. "Dynamique de stockage souterrain de gaz : aperçu à partir de modèles numériques de dioxyde de carbone et d'hydrogène." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30187/document.

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Abstract:

L'atténuation du changement climatique est l'un des défis majeurs de notre époque. Les émissions anthropiques de gaz à effet de serre ont augmenté de façon continue depuis la révolution industrielle, provoquant le réchauffement climatique. Un ensemble de technologies très diverses doivent être mises en œuvre pour respecter les accords internationaux relatifs aux émissions de gaz à effet de serre. Certaines d'entre elles ont recours au sous-sol pour le stockage de diverses substances. Cette thèse traite plus particulièrement de la dynamique du stockage souterrain du dioxyde de carbone (CO2) et de l'hydrogène (H2). Des modèles numériques de transport réactif et multiphasiques ont été élaborés pour mieux comprendre la migration et les interactions des fluides dans des milieux poreux de stockage souterrain. Ils fournissent des recommandations pour améliorer l'efficacité, la surveillance et la sécurité du stockage. Trois modèles sont présentés dans ce document, dont deux dans le domaine du captage et du stockage du CO2 (CCS pour Carbon Capture and Storage), et le troisième s'appliquant au stockage souterrain de l'hydrogène (UHS pour Underground Hydrogen Storage). Chacun d'entre eux traite plus spécifiquement un aspect de la recherche : Modèle multiphasique appliqué au CCS L'efficacité et la sécurité à long terme du stockage du CO2 dépend de la migration et du piégeage du panache de CO2 flottant. Les grandes différences d'échelles temporelles et spatiales concernées posent de gros problèmes pour évaluer les mécanismes de piégeage et leurs interactions. Dans cet article, un modèle numérique dynamique diphasique a été appliqué à une structure aquifère synclinale-anticlinale. Ce modèle est capable de rendre compte des effets de capillarité, de dissolution et de mélange convectif sur la migration du panache. Dans les aquifères anticlinaux, la pente de l'aquifère et la distance de l'injection à la crête de l'anticlinal déterminent la migration du courant gravitaire et, donc, les mécanismes de piégeage affectant le CO2. La structure anticlinale arrête le courant gravitaire et facilite l'accumulation du CO2 en phase libre, en dessous de la crête de l'anticlinal, ce qui stimule la mise en place d'une convection et accélère donc la dissolution du CO2. Les variations de vitesse du courant gravitaire en raison de la pente de l'anticlinal peuvent provoquer la division du panache et une durée différente de résorption du panache en phase libre, qui dépend de l'endroit de l'injection
Climate change mitigation is one of the major challenges of our time. The anthropogenic greenhouse gases emissions have continuously increased since industrial revolution leading to global warming. A broad portfolio of mitigation technologies has to be implemented to fulfill international greenhouse gas emissions agreements. Some of them comprises the use of the underground as a storage of various substances. In particular, this thesis addresses the dynamics of carbon dioxide (CO2) and hydrogen (H2) underground storage. Numerical models are a very useful tool to estimate the processes taking place at the subsurface. During this thesis, a solute transport in porous media module and various multiphase flow formulations have been implemented in COMSOL Multiphysics (Comsol, 2016). These numerical tools help to progress in the understanding of the migration and interaction of fluids in porous underground storages. Three models that provide recommendations to improve the efficiency, monitoring and safety of the storages are presented in this manuscript: two in the context of carbon capture and storage (CCS) and one applied to underground hydrogen storage (UHS). Each model focus on a specific research question: Multiphase model on CCS. The efficiency and long-term safety of underground CO2 storage depend on the migration and trapping of the buoyant CO2 plume. The wide range of temporal and spatial scales involved poses challenges in the assessment of the trapping mechanisms and the interaction between them. In this chapter a two-phase dynamic numerical model able to capture the effects of capillarity, dissolution and convective mixing on the plume migration is applied to a syncline-anticline aquifer structure. In anticline aquifers, the slope of the aquifer and the distance of injection to anticline crest determine the gravity current migration and, thus, the trapping mechanisms affecting the CO2. The anticline structure halts the gravity current and promotes free-phase CO2 accumulation beneath the anticline crest, stimulating the onset of convection and, thus, accelerating CO2 dissolution. Variations on the gravity current velocity due to the anticline slope can lead to plume splitting and different free-phase plume depletion time is observed depending on the injection location. Injection at short distances from the anticline crest minimizes the plume extent but retards CO2 immobilization. On the contrary, injection at large distances from anticline crest leads to large plume footprints and the splitting of the free-phase plume. The larger extension yields higher leakage risk than injection close to aquifer tip; however, capillary trapping is greatly enhanced, leading to faster free-phase CO2 immobilization. Reactive transport model on convective mixing in CCS. Dissolution of carbon-dioxide into formation fluids during carbon capture and storage (CCS) can generate an instability with a denser CO2-rich fluid located above the less dense native aquifer fluid. This instability promotes convective mixing, enhancing CO2 dissolution and favouring the storage safety

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Kuidjo, Kuidjo Emmanuel Vianney. "Towards a predictive model to reproduce flow regime transitions in gas-liquid flows with Neptune CFD : from a dispersed to a separated regime." Thesis, Aix-Marseille, 2019. http://www.theses.fr/2019AIXM0456.

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Abstract:

Dans les réacteurs nucléaires, divers régimes d’écoulement gaz-liquide peuvent apparaître avec des transitions entre eux. La modélisation de ces transitions dans les codes CFD 3D requière le traitement d’interfaces déformables de différentes tailles, la prise en compte d’interactions par coalescence et fragmentation ainsi que le développement de lois de fermeture indépendantes du régime. Ce travail vise la modélisation et la simulation de l’hydrodynamique des écoulements gaz-liquide adiabatiques grâce à un modèle bi-fluide à trois champs dans Neptune CFD. Dans une première étape, un modèle avec un champ liquide continu et deux champs de gaz dispersés représentant petites et grandes bulles est utilisé pour simuler des écoulements cap et churn avec un taux de vide jusqu’à 0.5 et une emphase est mise sur la prédiction de l’aire interfaciale. Dans une seconde étape, le deuxième champ dispersé est remplacé par un champ hybride continu/dispersé représentant les grandes bulles et les régions continues de gaz. Le modèle est validé sur plusieurs régimes d’écoulements en tuyaux de large diamètre et dans des canaux rectangulaires confinés
In nuclear reactors, several regimes of gas-liquid flows may occur with some transitions between them. The main challenges associated with simulating these transitions in 3D CFD codes are associated with deformable interfaces of different sizes, accounting for coalescence and breakup interactions between gas structures and developing flow regime independent closure relations. This work aims at modelling and simulating the hydrodynamics of adiabatic gas-liquid flows thanks to a three-field two-fluid model in Neptune CFD. In a first step, a model with one continuous liquid field and two dispersed gas fields for small and large bubbles is used to simulate cap and churn flows with a void fraction up to 0.5 and a focus is put on the interfacial area prediction. In a second step, the second dispersed field is replaced by a hybrid continuous/dispersed field representing both large bubbles and continuous gas regions. The model is validated on several flow regimes in large diameter pipes and in confined rectangular channels

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Kilani, Meriam. "Multiple product-project decisions coordination support : application to oil and gas development projects." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2023. http://www.theses.fr/2023UPAST027.

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Abstract:

Le défi majeur abordé dans cette recherche concerne la coordination de multiples décisions interdépendantes qui doivent être prises lors du projet, qu'elles soient techniques, financières ou contractuelles. Interdépendance signifie que prendre une décision sans tenir compte des impacts sur les autres décisions peut entraîner une sous-performance, voire des impasses, des itérations et des reprises. Pour surmonter ce défi, un processus de prise simultanée de décisions multiples a été proposé, en trois blocs : 1/ modélisation du réseau de décisions et formulation du problème multi-décisionnel ; 2/ structuration du problème pour proposer des scénarios pertinents et plausibles assemblés à partir d'alternatives de décisions élémentaires ; 3/ résolution du problème par la sélection et la recommandation de scénarios. La construction du processus de prise de décisions multiples est basée sur des possibilités diverses pour chaque bloc. Le décideur sélectionne parmi un ensemble de choix possibles pour adapter le processus décisionnel à son contexte précis. Pour le bloc 1, nous avons d'abord construit un réseau global qui modélise les décisions étudiées et les interdépendances qu'elles peuvent avoir avec d'autres décisions. Nous avons ensuite indiqué que les graphes et les matrices peuvent être utilisés pour répondre à ce besoin. Les deux méthodes permettent d'inclure toutes les décisions et interdépendances du réseau de décision dans un seul modèle, chacune d'entre elles ayant ses avantages et inconvénients, avec une sorte de complémentarité. Ensuite, pour formuler le problème local de multi-décision, deux approches de clustering basées sur les interactions sont proposées : l'approche descendante (considérant les interdépendances des décisions) et l'approche ascendante (avec un regroupement supplémentaire des décisions basé sur la date d'échéance). Ces deux approches aident à délimiter le périmètre sur un ensemble spécifique de décisions, étant donné qu'il peut être difficile de considérer tout le réseau de décisions en même temps. Dans le bloc 2, pour structurer le problème, deux méthodes basées sur des matrices et une autre basée sur des graphes ont été proposées. Ces méthodes offrent la possibilité de générer des scénarios en considérant les critères de compatibilité et de performance, soit séquentiellement (analyse morphologique), soit simultanément (QFD), soit de manière hybride (exploration de graphe). Pour les deux méthodes basées sur les matrices, un algorithme a été proposé pour faciliter l'identification de scénarios plausibles. Quant à la méthode basée sur les graphes, une heuristique plus légère peut être appliquée en temps réel lors d'une réunion de décision. Enfin, pour résoudre le problème, plusieurs méthodes MCDA ont été répertoriées dans le bloc 3 pour évaluer et sélectionner un scénario recommandé : méthodes d'évaluation absolue, méthodes de comparaison relative par paire, et méthodes de comparaison relative à des points de référence. Selon les acteurs industriels, un tel processus pourrait améliorer les mécanismes de coordination entre les décisions majeures de leurs projets. Même si les décisions sont interdépendantes, elles ne sont pas souvent considérées comme telles, et le processus que nous proposons permet (selon eux) d'avoir une meilleure vision des décisions à prendre ensemble et des conséquences des choix. Une étude de cas fictive, inspirée de projets réels passés, a été utilisée pour illustrer le processus de coordination multi-décision proposé. Nous sommes convaincus que notre recherche fournira une base solide pour d'autres études portant sur la coordination de décisions multiples et interdépendantes dans le cadre de projets complexes, même si certaines perspectives académiques et industrielles doivent être abordées
The major challenge addressed in this research concerns the coordination of the multiple interdependent decisions that must be made during the project, either technical, financial, or contractual. Interdependence means that making one decision without considering the impacts for other decisions may imply some underperformance, or even dead ends, iterations, and rework.To overcome this challenge, a more adaptable multi-decision-making process has been proposed, consisting of three blocks: 1/ modeling the decision network and formulating the multi-decision problem; 2/ structuring the problem to propose relevant and plausible scenarios assembled from elementary decision alternatives; 3/ solving the problem by selecting and recommending scenarios.Building the multi-decision-making process is based on multiple possibilities for each block. The decision-maker selects from a set of possible choices to adapt the decision-making process to the precise context.For block #1, we have first articulated the need to build a global decision network that models the decisions under study and the interdependencies they may have with other decisions. We have then argued that graphs and matrices can be used to fulfill this need. Both methods allow to include all decisions and interdependencies of the decision network in one single model, each of them having its advantages and drawbacks, with a kind of complementarity.Then, to formulate the local multi-decision problem, two interactions-based clustering approaches are proposed: the top-down approach (considering decision interdependencies) and the bottom-up approach (with an additional due date-based grouping of decisions). Both help to delineate the focus of decision makers on a specific set of decisions, since considering the whole network of decisions at the same time can be challenging.In block #2, to structure the problem, two matrix-based and one graph-based methods have been proposed. These methods offer the possibility to generate possible scenarios considering compatibility and performance criteria, either sequentially (morphological analysis), simultaneously (QFD), or with a hybrid way (graph exploration). For the two matrix-based methods, an algorithm was proposed to facilitate the identification of plausible scenarios. As for the graph-based method, a lighter heuristic can be applied on live during a decision meeting.Finally, to solve the problem in block #3, several MCDA methods have been listed for evaluating and selecting a recommended scenario: absolute compensatory methods, relative pairwise comparison methods, and relative comparison to reference point methods.According to industrial actors, such a process could improve coordination mechanisms between the major decisions of their projects. Even though decisions were interdependent, they were not often considered as such, and our proposed process permits (according to them) to have a better vision of the decisions to be made together and of the consequences of the choices. A fictitious case study, inspired by real past projects, was used to illustrate the proposed multi-decision coordination process.We are convinced that our research will provide a solid basis for further studies on the coordination of multiple interdependent decisions in complex projects, although there are academic and industrial perspectives that need to be tackled

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Parasiliti, Rantone Giuseppe. "Physical, mathematical and numerical modelling of a gas flow in pipeline networks with low Mach number expansion." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. http://www.theses.fr/2023SORUS547.

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Abstract:

Cette étude porte sur les écoulements de gaz à faible vitesse dans des réseaux de tuyaux, en se concentrant sur un régime caractérisé par un faible nombre de Mach. Nous utilisons un modèle unidimensionnel obtenu en moyennant les équations de Navier-Stokes pour un fluide compressible sur la section d'une conduite. Notre approche utilise le développement asymptotique à faible nombre de Mach pour décrire les effets compressibles de manière plus précise, contrairement à l'approximation classique de Boussinesq qui en est un cas limite lorsque l'élévation de température est assez faible. Nous utilisons un schéma numérique fondé sur la méthode des caractéristiques et la méthode de projection pour traiter ce modèle à faible Mach. Nous présentons des résultats numériques pour une configuration appelée "thermosiphon". Cette configuration consiste en une boucle fermée constituée de deux tuyaux horizontaux adiabatiques et de deux tuyaux verticaux avec des températures de paroi prescrites, qui entraînent l'écoulement. L'algorithme développé permet de prendre en compte des distributions de Dirac, qui peuvent apparaître en terme source dans le modèle pour représenter les coins de la géométrie. La méthode proposée est également adaptée au modèle pour des conditions aux limites de type périodique en plus des conditions de type Dirichlet. Nous incorporons dans notre algorithme le traitement des distributions de Dirac en tant que dérivées du terme de gravité discontinu aux coins et des conditions périodiques. Afin d'établir une référence pour le problème du thermosiphon, nous fournissons une solution exacte mais semi-implicite d'un écoulement laminaire en régime permanent. Cette solution sert de référence pour valider la méthode proposée. Nous proposons également des lois qui régissent les jonctions entre plusieurs conduites et présentons des résultats numériques pour des configurations de conduites plus complexes. Nous nous intéressons en particulier à l'échelle à trois barreaux, une configuration fermée composée de tuyaux horizontaux adiabatiques et de tuyaux verticaux dont les parois sont soumises à des températures imposées afin d'induire un gradient de température qui alimente l'écoulement. qui corresponds à une extension du thermosiphon. À partir de celle-ci, plusieurs configurations générales peuvent être dérivées. Nous développons un algorithme pour garantir des conditions de transmission adéquates aux jonctions, en fournissant autant que possible des solutions stationnaires semi-analytiques pour valider nos résultats numériques. Cette étude contribue à une meilleure compréhension des principes qui régissent les écoulements de gaz à faible nombre de Mach en utilisant des techniques numériques avancées et en les comparant à des références établies
This project aims to develop a model for low Mach flow in pipelines and an industrial code implementing it. The model can describe low mach regimes while avoiding blunt approximations, improving over legacy approaches like Boussinesq; as a result, our program is more accurate. In order to build our model and program, we investigate gas flow at low velocities in a network of pipes. We consider a one-dimensional system of equations obtained by averaging the Navier-Stokes equations for a compressible fluid over the pipe section. In contrast to the classical Boussinesq approximation, we employ the Low Mach Expansion to describe asymptotically compressible effects, aiming for a more accurate solution capable of characterizing flows with significant temperature variations. We first apply the model we obtained thus far to a well-known configuration of pipes called the "thermosyphon.". This setup consists of a loop of two horizontal adiabatic pipes and two vertical pipes with prescribed wall temperatures, resulting in a temperature gradient that drives the flow. The application of the model to this configuration gives us an exact but semi-implicit solution under laminar and steady-state conditions. This solution serves as a benchmark against which we validate our numerical results. By comparing our computed values with the quasi-exact solution, we demonstrate the accuracy and reliability of our approach. To implement the low Mach averaged model, we use a numerical method based on the characteristics method and the projection technique. We incorporate in our algorithm the treatment of periodic conditions and Dirac distributions as derivatives of the discontinuous gravity term at the corners. To generalize the model to more complex configurations of pipes, we propose laws that govern the junctions between multiple pipes. We study the "three-rung ladder," a closed configuration consisting of horizontal adiabatic pipes and vertical ones with imposed wall temperatures to induce a temperature-driven flow. %From this setup, more complex pipeline configurations can be derived. To tackle the challenges junctions pose in this context, we implemented an algorithm in the program capable of ensuring proper transmission conditions. Whenever feasible, we provide quasi-exact solutions under laminar and steady-state conditions to validate our numerical results further. Overall, this study investigates further low Mach number gas flows, employing advanced numerical techniques and validating our findings against established benchmarks

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Benghalem, Mohammed Amine. "Interactions entre morphologies, acidités et diffusion dans les zéolithes beta : éléments de réponse par spectroscopie infrarouge, réactions modèles et chromatographie à flux inversés." Thesis, Poitiers, 2017. http://www.theses.fr/2017POIT2295/document.

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Abstract:

Dans le but d'étudier l'impact de la taille et de la morphologie de cristaux zéolitiques sur les propriétés texturales, chimiques et diffusionnelles, une série de zéolithe beta a été étudiée.L'augmentation logique des surfaces et des volumes poreux avec la diminution de la taille des cristaux est constatée. En outre, cela implique également une baisse de l'acidité globale ainsi que de la force des sites. Toutefois, la compréhension de l'acidité complexe de ces matériaux nécessite des techniques poussées de caractérisation.L'adsorption de molécules sondes (pyridine, CO, éthylène) suivie par infrarouge ainsi que la thermodésorption d'ammoniac ont été corrélées à des réactions modèles de transformation de l'éthanol et de craquage du n-hexane. Lors de celui-ci, la morphologie des cristaux a peu d'influence et les performances sont dictées par les sites de Brønsted. La présence d'aluminiums extra-réseaux permet d'exalter la force acide des sites protoniques. Avec la transformation de l'éthanol, de meilleures activités et stabilités sont observées dans le cas de zéolithes hiérarchisées.L'étude de la diffusion par chromatographie en phase gaz à flux inversées (RF-IGC) a permis de montrer que, si les coefficients de diffusion augmentent à l'opposé de la taille des cristaux, la porosité secondaire réduit le chemin diffusionnel. De plus, les sites faibles majoritairement présents sur les matériaux hiérarchisés facilitent la désorption des molécules et sont impliqués dans les interactions latérales mesurées par RF-IGC.Ce travail apporte donc des éléments de réponse à la stabilité et aux comportements catalytiques complexes observés sur la zéolithe beta
In order to study the impact of the size and morphology of zeolite crystals on the textural, chemical and diffusion properties, a series of beta zeolites was studied.The logical increase of the porous surfaces and volumes with the decrease in crystal size is observed. In addition, this also implies a decrease in the overall acidity as well as strength of the adsorption sites. However, understanding the complex acidity of these materials requires advanced characterization techniques.The adsorption of probe molecules (pyridine, CO, ethylene) followed by infrared as well as ammonia thermodesorption were correlated to model reactions of ethanol conversion and n-hexane cracking. In this case, the morphology of the crystals has little influence and performance is mainly dictated by the Brønsted sites. The presence of extra-framework aluminums makes it possible to exalt the acid strength of the protonic sites. With the transformation of ethanol, better activities and stabilities are observed in the case of hierarchical zeolites.The study of diffusion by the reversed-flow gas chromatography (RF-IGC) showed that if the diffusion coefficients increase as opposed to crystal size, the secondary porosity reduces the diffusion path. Moreover, the weak sites predominantly present on the hierarchized materials facilitate the desorption of the molecules and are involved in the lateral interactions measured by RF-IGC.This work thus provides elements of response to the stability and the complex catalytic behaviors observed on the beta zeolite

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Ho, Minh Tuan. "Kinetic modeling of the transient flows of the single gases and gaseous mixtures." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4741/document.

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Abstract:

Un gaz à l'intérieur d’un microsystème ou d’un milieu poreux est dans un état hors équilibre, car le libre parcours moyen des molécules est comparable à la dimension caractéristique du milieu. Ce même état degaz, appelé raréfié, se retrouve en haute altitude ou dans un équipement de vide à basse pression. Ces gaz raréfiés suivent des types d’écoulements qui peuvent être décrits par des modèles cinétiques dérivés de l'équation de Boltzmann. Dans ce travail nous présentons les principaux modèles et leurs mises en oeuvre numériquepour la simulation des écoulements de gaz raréfiés. Parmi les modèles utilisés nous présentons les deux modèles complets de l'équation de Boltzmann, le modèle de Shakhov(S-model) pour un gaz monoatomique et le modèle de McCormack pour un mélange de gaz toujours monoatomiques. La méthode des vitesses discrètes est utilisée pour la discrétisation numérique dans l'espace des vitesses moléculaires et le schéma de type TVD est mis en œuvre dans l'espace physique. L’aspect original de ce travail se situe sur les régimes transitoires et, en particuliersur les comportements non-stationnaires des transferts de chaleur et de masse. Cependant, pour certaines configurations nous considérons uniquement les conditions stationnaires des écoulements et un schéma implicite est développé afin de réduire le coût de calcul. En utilisant ces approches numériques, nous présentons les résultats pour plusieurs types d’écoulements non-stationnaires, de gaz raréfiés monoatomiqueset de mélanges binaires de gaz monoatomiques
A gas inside the microsystems or the porous media is in its non-equilibrium state, due to the fact that the molecular mean free path is comparable to the characteristic dimension of the media. The same state of a gas, called rarefied, is found at high altitude or in the vacuum equipment working at low pressure. All these types of flow can be described by the kinetic models derived from the Boltzmann equation. This thesis presents the development of the numerical tools for the modeling and simulations of the rarefied gas flows. The two models of the full Boltzmann equation, the Shakhov model (S-model) for the single gas and the McCormack model for the gas mixture, are considered. The discrete velocity method is used to the numerical discretization in the molecular velocity space and the TVD-like scheme is implemented in the physical space. The main aspect of this work is centered around the transient properties of the gas flows and, especially, on the transient heat and mass transfer behaviors. However, for some configurations only steady-state solutions are considered and the implicit scheme is developed to reduce the computational cost. Using the proposed numerical approach several types of the transient rarefied single gas flows as well as the binary mixture of the monoatomic gases are studied

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Laurent, Charlelie. "Low-order modeling and high-fidelity simulations for the prediction of combustion instabilities in liquid rocket engines and gas turbines." Thesis, Toulouse, INPT, 2020. http://www.theses.fr/2020INPT0038.

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Abstract:

Au cours des dernières décennies, les instabilités de combustion ont constitué un important défi pour de nombreux projets industriels, en particulier dans la conception de moteurs-fusées à ergols liquide et de turbines à gaz. L'atténuation de leurs effets nécessite une solide compréhension scientifique de l'interaction complexe entre la dynamique de flamme et les ondes acoustiques qu'elles impliquent. Au cours de cette thèse, plusieurs directions ont été explorées pour fournir une meilleure compréhension de la dynamique des flammes dans les moteurs-fusées cryogéniques, ainsi que des méthodes numériques plus efficaces et robustes pour la prédiction des instabilités thermoacoustiques dans les chambres de combustion à géométries complexes. La première facette de ce travail a consisté en la résolution de modes thermoacoustiques dans les chambres de combustion complexes comportant à injecteurs multiples, une tâche qui nécessite souvent des simplifications pour être abordable en termes de coût de calcul. Ces hypothèses physiques nécessaires ont conduit à la popularité croissante des modèles bas-ordre acoustiques, parmi lesquels ceux utilisant l'expansion de Galerkin ont démontré une efficacité prometteuse tout en conservant une précision satisfaisante. Ceux-ci sont cependant limités à des géométries simples qui n'intègrent pas les caractéristiques complexes des systèmes industriels. Une grande partie de ce travail a donc consisté tout d'abord à identifier clairement les limitations mathématiques de l'expansion classique de Galerkin, puis à concevoir un nouveau type d'expansion modale, appelé expansion sur frame, qui ne souffre pas des mêmes restrictions. En particulier, l'expansion sur frame est capable de représenter avec précision le champ de vitesse acoustique près des parois de la chambre de combustion autres que des murs rigides, une capacité cruciale qui manque à la méthode Galerkin. Dans ce travail, le concept d'expansion modale de surface a également été introduit pour modéliser des frontières topologiquement complexes, comme les plaques multi-perforées rencontrées dans les turbines à gaz. Ces nouvelles méthodes numériques ont été combinées avec le formalisme state-space pour construire des réseaux acoustiques de systèmes complexes. Le modèle obtenu a été implémenté dans le code STORM (State-space Thermoacoustic low-ORder Model), qui permet la modélisation bas-ordre des instabilités thermoacoustiques dans des géométries arbitrairement complexes. Le deuxième ingrédient de la prédiction des instabilités thermoacoustiques est la modélisation de la dynamique de flamme. Ce travail a traité de ce point, dans le cas spécifique d'une flamme-jet cryogénique caractéristique d'un moteur-fusée à ergols liquides. Les phénomènes contrôlant la dynamique de flamme ont été identifiés grâce à des Simulations aux Grandes Échelles (SGE) du banc d'essai expérimental Mascotte, où les deux réactifs (CH4 et O2) sont injectés dans des conditions transcritiques. Une première simulation donne un aperçu détaillé de la dynamique intrinsèque de la flamme. Plusieurs SGE avec modulation harmonique de l'injection de carburant, à différentes fréquences et amplitudes, ont été effectués afin d'évaluer la réponse de la flamme aux oscillations acoustiques et de calculer une Fonction de Transfert de Flamme (FTF). La réponse non-linéaire de la flamme, notamment les interactions entre les oscillations intrinsèques et forcées, a également été étudiée. Enfin, la stabilisation de cette flamme dans la région proche de l'injecteur, qui est d'une importance primordiale sur la dynamique globale de la flamme, a été étudiée grâce à une simulation directe multi-physique, où un problème couplé de transfert de chaleur est résolu au niveau de la lèvre de l'injecteur
Over the last decades, combustion instabilities have been a major concern for a number of industrial projects, especially in the design of Liquid Rocket Engines (LREs) and gas turbines. Mitigating their effects requires a solid scientific understanding of the intricate interplay between flame dynamics and acoustic waves that they involve. During this PhD work, several directions were explored to provide a better comprehension of flame dynamics in cryogenic rocket engines, as well as more efficient and robust numerical methods for the prediction of thermoacoustic instabilities in complex combustors. The first facet of this work consisted in the resolution of unstable thermoacoustic modes in complex multi-injectors combustors, a task that often requires a number of simplifications to be computationally affordable. These necessary physics-based assumptions led to the growing popularity of acoustic Low-Order Models (LOMs), among which Galerkin expansion LOMs have displayed a promising efficiency while retaining a satisfactory accuracy. Those are however limited to simple geometries that do not incorporate the complex features of industrial systems. A major part of this work therefore consisted first in clearly identifying the mathematical limitations of the classical Galerkin expansion, and then in designing a novel type of modal expansion, named a frame expansion, that does not suffer from the same restrictions. In particular, the frame expansion is able to accurately represent the acoustic velocity field, near non-rigid-wall boundaries of the combustor, a crucial ability that the Galerkin method lacks. In this work, the concept of surface modal expansion is also introduced to model topologically complex boundaries, such as multi-perforated liners encountered in gas turbines. These novel numerical methods were combined with the state-space formalism to build acoustic networks of complex systems. The resulting LOM framework was implemented in the code STORM (State-space Thermoacoustic low-ORder Model), which enables the low-order modeling of thermoacoustic instabilities in arbitrarily complex geometries. The second ingredient in the prediction of thermoacoustic instabilities is the flame dynamics modeling. This work dealt with this problem, in the specific case of a cryogenic coaxial jet-flame characteristic of a LRE. Flame dynamics driving phenomena were identified thanks to three-dimensional Large Eddy Simulations (LES) of the Mascotte experimental test rig where both reactants (CH4 and O2) are injected in transcritical conditions. A first simulation provides a detailed insight into the flame intrinsic dynamics. Several LES with harmonic modulation of the fuel inflow at various frequencies and amplitudes were performed in order to evaluate the flame response to acoustic oscillations and compute a Flame Transfer Function (FTF). The flame nonlinear response, including interactions between intrinsic and forced oscillations, were also investigated. Finally, the stabilization of this flame in the near-injector region, which is of primary importance on the overall flame dynamics, was investigated thanks to muulti-physics two-dimensional Direct Numerical Simulations (DNS), where a conjugate heat transfer problem is resolved at the injector lip

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Chaix, Estelle. "Caractérisation et modélisation des transferts de gaz (O2/CO2) dans le système emballage/aliment en lien avec les réactions de croissance microbienne (microbiologie prévisionnelle)." Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20159/document.

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Abstract:

Un des rôles de l'emballage est de limiter les réactions de dégradation des aliments : pour cela, il contrôle les transferts de gaz (O2, CO2, N2) entre l'atmosphère extérieure et l'espace de tête. Dans le cas des Emballages sous Atmosphère Modifiée (EAM), la composition gazeuse est judicieusement choisie afin de limiter la croissance microbienne (en général faible teneur en O2 et forte concentration en CO2). L'objectif de ce travail est d'étudier et modéliser l'impact des transferts de gaz (O2/CO2/N2) dans le système EAM sur la croissance microbienne. Des modèles existants de microbiologie prévisionnelle ont été couplés avec ceux développés concernant les transferts de gaz via un système d'Equations Différentielles Ordinaires. La perméation au travers de l'emballage, la solubilisation et la diffusion des gaz (O2/CO2) dans les aliments ont été prises en compte. La solubilité et diffusivité de l'O2 et du CO2 dans les aliments solides sont indispensables pour les modèles de transferts. Devant le peu de données concernant ces paramètres, leur caractérisation expérimentale s'est avérée nécessaire. Des méthodologies ont été spécifiquement développées afin de pouvoir accéder à ces deux coefficients, solubilité et diffusivité, dans les aliments solides modèles (fromage emprésuré, miglyols) et réels (jambon, beurre) pour les deux gaz d'études, O2 et CO2. Les méthodologies d'acquisition de la diffusivité et solubilité de l'oxygène reposent sur l'utilisation de capteurs par extinction de luminescence, quant à celles utilisées pour le CO2, se basent sur la titration chimique. La loi de Henry, qui relie concentration dissoute et pression partielle en CO2 dans l'espace de tête a été validée dans les différents produits analysés. La diffusion de l'O2 dans les milieux lipidiques modèles a été étudiée avec une analyse de l'impact de la viscosité et de la température. Ainsi, l'énergie d'activation de la diffusion de l'O2 dans un milieu modèle (Miglyol 812) est de 25 kJ.mol-1 entre 5 et 30°C. Un modèle de transfert de gaz pour le système emballage/aliment a été développé, basé sur la description fickienne des transferts de matière et a été couplé à des modèles de microbiologie prévisionnelle existants dans la littérature. Ce modèle a été confronté aux résultats expérimentaux obtenus sur fromage emprésuré artificiellement contaminé par Listeria monocytogenes à une concentration de 10^3 CFU.g-1. Ce travail a permis d'approfondir les connaissances générales sur la solubilité et la diffusion de l'O2 et du CO2 dans les matrices alimentaires solides, de comprendre et quantifier l'effet des transferts de gaz dans le système emballage/aliment sur la croissance des micro-organismes et de construire les bases essentielles pour un outil d'aide à la décision de choix d'EAM en fonction de l'aliment
Packaging is a key player on reducing food losses, by defining around the food, via the mass transfer of gases (O2, CO2, N2) through the packaging, a headspace atmosphere whose composition is able to reduce physical-chemical (namely oxidation), microbial and physiological (for respiring foods) food degradation rate. In Modified Atmosphere Packaging (MAP) of fresh produce, the gaseous composition of the headspace is chosen in order to prevent microorganism growth (usually low O2 and high CO2 concentrations are chosen). This work aimed at initiating and developing a generalised approach permitting to study and quantitatively model the impact of gas transfer (O2/CO2/N2) occurring in the food packaging system on microbial growth. In this purpose, existing models of predictive microbiology will be coupled to mass transfers (permeation through packaging and solubilisation/diffusion within food) using numerical methods such as ODE (Ordinary Differential Equation) solvers. If the permeation is relatively well known, the two other parameters, O2 and CO2 solubilities and diffusivities, required in mass transfer models are less known, especially for solid food matrices. Experimental acquisition of these parameters was thus required. Some dedicated methodologies have been developed in the framework of this study in order to gain missing data of solubility and diffusivity in solid food matrices for the two studied gases, O2 and CO2. The methods of O2 diffusivity and solubility measurement relied on the use of luminescence-based sensors while for CO2, the methodologies were based on chemical titration. A processed cheese was used as solid model food and the O2 and CO2 solubilities and diffusivities were characterized in this model food as in other real food products: cooked ham and butter. A peculiar attention was paid on the validation of Henry's law in the case of CO2 that links CO2 partial pressure to the dissolved content into the product. The O2 diffusion within lipid-based model materials was studied with a deep analysis of the impact of temperature and viscosity. The energy of activation of oxygen diffusivity in model matrix (Miglyol 812) was found equal to 25 kJ mol-1 for temperature ranging from 5 to 30°C. A mathematical model of gas transfer was developed for the overall food/packaging system and was coupled to existing equations of predictive microbiology. This generalised model was compared with experimental data obtained in the case of mono-directionnal transfers, on the mass transfer and microbiological part (on processed cheese voluntarily contaminated by Listeria monocytogenes with an initial biomass equal to 10^3 UFC g-1). This work had permitted to increase knowledge on the behaviour of O2 and CO2 solubilities and diffusivities into solid food products, to understand and quantify the impact of gas transfers in the food/packaging system on the microorganism growth and to build basements for a new decision support system aiming at helping the user in the choice and design of MAP for a given application

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Kyulavski, Vladislav Dimitrov. "Greenhouse gas emissions and soil carbon stocks associated with crop residues and organic fertilizers mixtures in sugar cane cropping systems." Thesis, La Réunion, 2019. https://elgebar.univ-reunion.fr/login?url=http://thesesenligne.univ.run/19_27_VDKyulav.pdf.

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Abstract:

Dans le contexte environnemental actuel il est nécessaire d’optimiser l’utilisation des ressources pour réduire les déchets et les émissions de gaz à effet de serre (GES). L’utilisation de ressources renouvelables et le recyclage sont au cœur du modèle d’économie circulaire, selon lequel le déchet est une ressource mobilisable, transformable, réutilisable et par conséquent non limitée. En agriculture, le cercle vertueux de l’économie circulaire peut être mis en place à travers le recyclage des matières organiques en tant que fertilisants et l’adoption d’une approche agroécologique qui privilégie les services écosystémiques pour lutter contre les nuisibles, protéger le sol et augmenter ses stocks de carbone, dont un des exemples est le paillage. Dans la culture de canne à sucre, la paille laissée à la surface du sol, est aussi de plus en plus convoitée par les industriels pour la production d’agrocarburant de seconde génération. L’émergence d’une telle concurrence d’usage de la biomasse et les enjeux environnementaux sous-jacents imposent d’évaluer à la fois les avantages et les inconvénients agronomiques et environnementaux du recyclage conjoint du paillis de canne à sucre et des fertilisants organiques. Les objectifs de ce travail sont donc i) de comparer l’effet des fertilisants de qualité physicochimique contrastée, sur la décomposition d’un paillis de canne à sucre, et ii) d’évaluer les potentialités d’émission de GES des mélanges paillis-fertilisant en fonction de la quantité de paille laissée et de la qualité des fertilisants apportés. La stratégie de recherche adoptée visait dans un premier temps à détecter des interactions carbone/azote lors du recyclage conjoint de la paille et des fertilisants organiques. Nous avons ainsi testé la prédictibilité des dynamiques de minéralisation du C et du N des matières organiques seules, ou en mélange (paille/fertilisant) en laboratoire, par un modèle additif simple et un modèle mécaniste de transformation du carbone et de l’azote dans le sol – CANTIS. Nos résultats ont montré que les deux modèles ont surestimé la minéralisation du C et n’ont pas prédit correctement la minéralisation du N des deux mélanges. Cette interaction antagoniste pour les mélanges a pu être corrigée par l’application d’un facteur de contact dans CANTIS, qui reflète la diminution de la biodisponibilité du C et du N, due à des hétérogénéités de distribution à une échelle fine du sol. Dans un deuxième temps, nous avons effectué des essais au champ (en condition réelles) pour suivre à la fois la décomposition de la paille de canne à sucre en mélange avec des fertilisants organiques et les émissions de GES. La quantité de paille décomposée a été proportionnelle à la quantité initiale laissée et n’a été affectée ni par la quantité de paille initiale, ni par le type de fertilisant apporté. Cette proportionnalité est transposable aux potentialités de stockage de carbone dans le sol et devrait être considérée lors de la mise en place de programmes de séquestration de carbone dans le sol ou lors de l’exportation de la paille pour une utilisation par ailleurs. Le type de fertilisant a un rôle clef sur les émissions de GES à court terme après la fertilisation. Les flux d’émissions moyens de CO2 et de N2O les plus élevés ont été obtenus en appliquant du lisier de porc, qui a une forte teneur en eau et est riche en N minéral. A l’inverse, les cinétiques des émissions de GES des fertilisants solides ont été régis par des facteurs environnementaux, dont certains pourraient être contrôlés, tels que l'apport en eau ou la quantité de fertilisant. L’utilisation de fertilisants organiques est bénéfique lorsqu’ils sont riches en N organique et pauvres en teneur en eau, comme la boue de station d’épuration sèche, mais la minéralisation de l’azote dans ce cas est progressive et nécessite l’élaboration de plans d’épandage spécifiques pour répondre aux besoins des cultures
In the current environmental context, it is crucial to optimize the use of resources to reduce waste and greenhouse gas (GHG) emissions. Renewable resources use and recycling lies at the heart of the circular economy model, in which a waste is a mobilizable, transformable, reusable and therefore renewable resource. In agriculture, the “virtuous circle” of circular economy can be achieved through the recycling of organic wastes as fertilizer and the adoption of an agroecological approach that favors ecosystem services for pest control, soil protection and carbon stocks increase, one of the examples of which is mulching. In sugarcane cropping systems straw left on the soil surface is also increasingly coveted by industrial sector to produce second-generation agrofuels. The emerging competition for biomass use and the underlying environmental issues make it necessary to assess both, the agronomic and the environmental advantages and disadvantages of joint recycling of sugarcane mulch and organic fertilizers. Therefore, the objectives of this work are i) to compare the effect of fertilizers of contrasting physicochemical quality, on the decomposition of a sugarcane mulch, and ii) to evaluate the potential of GHG emissions from mulch-fertilizer mixtures, according to the quantity of straw left and the quality of the fertilizers applied. The research strategy adopted in a first step aimed to detect carbon/nitrogen interactions during the combined recycling of straw and organic fertilizers. We have thus tested the predictability of the mineralization dynamics of C and N of the organic materials alone, or in mixture (straw/fertilizer) in the laboratory, by a simple additive model, and a mechanistic model of carbon and nitrogen transformation in the soil - CANTIS. Our results showed that both models overestimated the C mineralization and did not correctly predict the N mineralization of the mixtures. This antagonistic interaction for the mixtures was corrected by the application of a contact factor in CANTIS, which reflects the bioavailability decrease of C and N, due to distribution heterogeneities at a fine scale within the soil. In a second step, we conducted field trials (under real conditions) to measure both the decomposition of sugarcane straw mixed with organic fertilizers and GHG emissions. The amount of straw decomposed was proportional to the initial amount left and was affected neither by the amount of straw nor the type of fertilizer provided. This proportionality is transposable to the potential for carbon sequestration in the soil and should be considered when setting up carbon sequestration or when exporting the straw for alternative use. The type of fertilizer plays a key role in GHG emissions in the short term after fertilization. The highest average CO2 and N2O emission fluxes were obtained by applying pig slurry, which has a high water content and is rich in mineral N. Conversely, the kinetics of GHG emissions from solid fertilizers have been governed by environmental factors, some of which could be controlled, such as water intake or fertilizer quantity application. The use of organic fertilizers is beneficial when they are rich in organic N and poor in water content, such as dry sewage sludge, but the mineralization of nitrogen in this case is gradual and requires elaboration of a specific application strategies to meet crop needs. A better integration of the interactions between the different N and C sources should be considered, in order to develop modeling as a precise tool for the management of an agroecosystem

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Doudard, Rémy. "Flexibilité et interactions de long terme dans les systèmes multi-énergies : analyse technico-économique des nouvelles filières gazières et électriques en France." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018PSLEM067/document.

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Abstract:

Au cours de la dernière décennie, nous avons pu assister à l’expérimentation de plusieurs nouvelles filières pour contribuer aux objectifs nationaux de décarbonation du système énergétique français : biométhane, méthane de synthèse produit par du Power-to-Gas, hydrogène, Capture et Séquestration du Carbone (CSC)… Dans quels contextes ces filières pourraient-elles se développer ? Quelles seraient le cas échéant leurs perspectives de compétition/coopération ?Ce travail de thèse évalue le positionnement de ces nouvelles filières technologiques au sein des systèmes gaz et électrique. Il propose une estimation technico-économique des choix de long terme à l’horizon 2050 dans le cadre d’un paradigme d’optimalité. L’analyse de l’équilibre offre-demande pluriannuel est complétée par celle des dynamiques de production à une échelle intra-journalière et des enjeux de flexibilité associés.Pour ce faire, le modèle TIMES-FR-GAZEL développé dans cette thèse décrit le couplage des systèmes gaz et électrique à travers une représentation explicite des chaînes technologiques. Il permet une optimisation conjointe des deux systèmes sous contraintes environnementales.A l’aide de ce modèle, le positionnement des nouvelles filières gazières et électriques en France est étudié en prenant en compte les trajectoires pour parvenir à l’horizon 2050. Les analyses sont réalisées sur la base de scénarios de demande finale qui intègrent des jeux d’hypothèses contrastés concernant la disponibilité des technologies, les stratégies de décarbonation et la demande
Over the past decade, several new technological pathways have been experimented with a view to reaching national decarbonization targets in France. These include biomethane, synthetic methane from Power-to-Gas, hydrogen, and Carbon Capture and Sequestration (CCS). The potential contributions of these technologies could make it more difficult for stakeholders and public authorities to choose the appropriate solution. In what contexts could these technologies be developed and what are their potential competition/cooperation perspectives?This research analyzes the role of these new technological pathways within the French gas and electricity systems. We propose a long-term, techno-economic assessment of the options at a 2050 horizon applying an optimal paradigm. We analyze the systems balance over several years while addressing the issue of intraday flexibility constraints.To this end, the bottom-up TIMES-FR-GAZEL model has been developed in order to study joint gas and electricity systems optimization with explicit representation of technologies (biomethane production, Power-to-Gas, CCS, etc.).This model allows us to embed trajectory constraints to reach the 2050 horizon. Assessments are conducted based on final energy demand scenarios with contrasted hypotheses on technology availability, decarbonization strategies and energy demand

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Poulet, Lucie. "Développement de modèles physiques pour comprendre la croissance des plantes en environnement de gravité réduite pour des apllications dans les systèmes support-vie." Thesis, Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020), 2018. http://www.theses.fr/2018CLFAC026/document.

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Abstract:

Les challenges posés par les missions d’exploration du système solaire sont très différents de ceux de la Station Spatiale Internationale, puisque les distances sont beaucoup plus importantes, limitant la possibilité de ravitaillements réguliers. Les systèmes support-vie basés sur des plantes supérieures et des micro-organismes, comme le projet de l’Agence Spatiale Européenne (ESA) MELiSSA (Micro Ecological Life Support System Alternative) permettront aux équipages d’être autonomes en termes de production de nourriture, revitalisation de l’air et de recyclage d’eau, tout en fermant les cycles de l’eau, de l’oxygène, de l’azote et du carbone, pendant les missions longue durée, et deviendront donc essentiels.La croissance et le développement des plantes et autres organismes biologiques sont fortement influencés par les conditions environnementales (par exemple la gravité, la pression, la température, l’humidité relative, les pressions partielles en O2 et CO2). Pour prédire la croissance des plantes dans ces conditions non-standard, il est crucial de développer des modèles de croissance mécanistiques, permettant une étude multi-échelle des différents phénomènes, ainsi que d’acquérir une compréhension approfondie de tous les processus impliqués dans le développement des plantes en environnement de gravité réduite et d’identifier les lacunes de connaissance.En particulier, les échanges gazeux à la surface de la feuille sont altérés en gravité réduite, ce qui pourrait diminuer la croissance des plantes dans l’espace. Ainsi, nous avons étudié les relations complexes entre convection forcée, niveau de gravité et production de biomasse et avons trouvé que l’inclusion de la gravité comme paramètre dans les modèles d’échanges gazeux des plantes nécessite une description précise des transferts de matière et d’énergie dans la couche limite. Nous avons ajouté un bilan d’énergie au bilan de masse du modèle de croissance de plante déjà existant et cela a ajouté des variations temporelles sur la température de surface des feuilles.Cette variable peut être mesurée à l’aide de caméras infra-rouges et nous avons réalisé une expérience en vol parabolique et cela nous a permis de valider des modèles de transferts gazeux locaux en 0g et 2g, sans ventilation.Enfin, le transport de sève, la croissance racinaire et la sénescence des feuilles doivent être étudiés en conditions de gravité réduite. Cela permettrait de lier notre modèle d’échanges gazeux à la morphologie des plantes et aux allocations de ressources dans une plante et ainsi arriver à un modèle mécanistique complet de la croissance des plantes en environnement de gravité réduite
Challenges triggered by human space exploration of the solar system are different from those of the International Space Station because distances and time frames are of a different scale, preventing frequent resupplies. Bioregenerative life-support systems based on higher plants and microorganisms, such as the ESA Micro-Ecological Life Support System Alternative (MELiSSA) project will enable crews to be autonomous in food production, air revitalization, and water recycling, while closing cycles for water, oxygen, nitrogen, and carbon, during long-duration missions and will thus become necessary.The growth and development of higher plants and other biological organisms are strongly influenced by environmental conditions (e.g. gravity, pressure, temperature, relative humidity, partial pressure of O2 or CO2). To predict plant growth in these non-standard conditions, it is crucial to develop mechanistic models of plant growth, enabling multi-scale study of different phenomena, as well as gaining thorough understanding on all processes involved in plant development in low gravity environment and identifying knowledge gaps.Especially gas exchanges at the leaf surface are altered in reduced gravity, which could reduce plant growth in space. Thus, we studied the intricate relationships between forced convection, gravity levels and biomass production and found that the inclusion of gravity as a parameter in plant gas exchanges models requires accurate mass and heat transfer descriptions in the boundary layer. We introduced an energy coupling to the already existing mass balance model of plant growth and this introduced time-dependent variations of the leaf surface temperature.This variable can be measured using infra-red cameras and we implemented a parabolic flight experiment, which enabled us to validate local gas transfer models in 0g and 2g without ventilation.Finally, sap transport needs to be studied in reduced gravity environments, along with root absorption and leaf senescence. This would enable to link our gas exchanges model to plant morphology and resources allocations, and achieve a complete mechanistic model of plant growth in low gravity environments

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Loquais, Yohan. "Chaînes peptidiques modèles en détente supersonique : refroidissement conformationnel, structures et dynamique des états excités étudiés par modélisation Monte-Carlo, spectroscopies laser et chimie quantique." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00847711.

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Abstract:

Cette thèse présente une étude expérimentale et théorique de petites chaines peptidiques modèles en phase gazeuse. Le premier objectif de ce travail consistait à déterminer les conformations préférentiellement adoptées par ces molécules isolées, en vue d'obtenir des informations sur les interactions intra- et inter-moléculaires intervenant dans ces systèmes flexibles. La stratégie expérimentale utilisée associait la vaporisation laser à une détente supersonique et reposait sur la spectroscopie laser de double résonance IR-UV. L'attribution finale des structures a ensuite été réalisée par comparaison des spectres expérimentaux à des spectres issus de calculs de chimie quantique au niveau DFT-D. Dans un deuxième temps, il s'agissait d'étudier la dynamique de relaxation électronique de ces systèmes par spectroscopie pompe-sonde et mesures de fluorescence, et en particulier la dépendance de celle-ci avec la structure secondaire des peptides modèles. La question de la population conformationnelle de molécules flexibles en phase gazeuse est un sujet délicat et bien souvent éludée car les distributions observées expérimentalement résultent d'un passage hors équilibre lors de la détente supersonique, définissant ainsi une température conformationnelle effective. Un modèle statistique a été développé, décrivant le refroidissement et les isomérisations subis durant la détente par une molécule. Les résultats de ces modélisations reproduisent les tendances d'évolution des rapports d'abondances entre conformations observés expérimentalement et permettent de fournir des ordres de grandeurs relatifs aux processus mis en jeu (nombre de collisions efficaces, trajectoire dans la détente après désorption, températures finales) ainsi qu'une meilleure compréhension des processus de refroidissement et de relaxation conformationnelle. Les études conformationnelles ont été appliquées à deux systèmes modèles choisis pour étudier des interactions structurantes intervenant dans les protéines : les interactions protéines-solvant et les interactions hydrophobes. L'étude des complexes (AcPheNH₂ : H₂O) et (AcPheNHMe : H₂O) ont permis d'identifier les sites de solvatation préférentiellement occupés par une molécule d'eau et ainsi de proposer des mécanismes de formation des complexes dans la détente supersonique. Le rôle structurant très fort des interactions hydrophobes entre chaînes latérales aromatiques a pu être mis en évidence en étudiant deux peptides modèles contenant un enchainement de plusieurs acides aminés phénylalanine : AcPhePheNH₂ et AcPhePhePheNH₂. L'étude des dynamiques de relaxation du premier état excité ππ*, réalisée sur divers peptides modèles, a permis de démontrer la présence d'effets conformationnels importants. Des calculs de chimie quantique (TDDFT et CC2) réalisés sur les systèmes Ac-Phe NH₂ et Ac-Phe NHMe ont montré que cet effet pouvait être expliqué par un transfert d'excitation depuis le cycle aromatique présent sur la chaîne latérale vers les liaisons peptidiques de la chaine principale. Enfin, l'ajout d'une molécule d'eau sur le peptide Ac-Phe NH₂ semble ouvrir de nouvelles voies ultrarapides de relaxation non-radiative.

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Prigent, Corentin. "Etude numérique et modélisation du modèle d'Euler bitempérature : point de vue cinétique." Thesis, Bordeaux, 2019. http://www.theses.fr/2019BORD0201/document.

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Abstract:

Dans divers domaines de la physique, certains phénomènes sont modélisés par des systèmes hyperboliques non-conservatifs. En particulier, dans le domaine de la physique des plasmas, dont l'un des champs d'application majeur est la Fusion par Confinement Inertiel, le système d'Euler bi-température, modélisant les phénomènes de transport de particules chargées, en est un exemple. La difficulté de l'étude de ces systèmes réside dans la présence de termes non-conservatifs, qui empêchent la définition classique des solutions faibles. Pour parvenir à une définition de ce type de solutions, on a recours à l'emploi de systèmes cinétiques sous-jacents. Dans ce manuscrit, on s'intéresse à l'étude numérique de ces systèmes cinétiques pour la résolution du système d'Euler bi-température.Ce manuscrit se divise en deux parties. La première partie contient l'étude numérique du système d'Euler bi-température. Dans un premier chapitre, on résout numériquement les équations en dimension 1 d'espace par le biais d'un système sous-jacent issu de la physique des plasmas: le système de Vlasov-BGK-Ampère. On présente une méthode numérique préservant l'asymptotique pour ce système sous-jacent et on montre, par des simulations numériques, que le schéma limite obtenu donne des résultats consistants avec Euler bi-température. Dans un second chapitre, on résout le même modèle en dimension 2 d'espace par un système sous-jacent de type BGK discret. On démontre une inégalité d'entropie pour les solutions issues du modèle sous-jacent, ainsi qu'une inégalité discrète de dissipation d'entropie pour le schéma.Dans la deuxième partie de ce manuscrit, on s'intéresse au développement de méthodes numériques pour quelques modèles cinétiques. On considère ici le cas des écoulements raréfiés de mélanges de gaz, dans l'optique d'une application aux cas des plasmas. Premièrement, on présente un schéma cinétique adaptatif et dynamique en vitesse pour les gaz inertes. Par l'emploi de lois de conservation discrètes, la solution est approchée sur un ensemble de vitesses discrètes local et dynamique. Dans un second temps, on propose une extension de cette méthode visant à améliorer les performances de celle-ci. Puis, ces deux versions de la méthode sont comparées à la méthode classique sur grille fixe uniforme sur une série de cas tests.Enfin, dans le dernier chapitre, on propose une méthode numérique pour la résolution d'une extension de ces équations, prenant en compte la présence de réactions chimiques au sein du mélange. Le contexte considéré est celui des réactions chimiques bi-moléculaires réversibles lentes. La méthode proposée, de type implicite-explicite, est linéaire, stable et conservative
In various domains of physics, several phenomena can be modeled via the use of nonconservative hyperbolic systems. In particular, in plasma physics, in the process of developping and understanding the phenomena leading to Inertial Confinement Fusion, the bi-temperature Euler sytem can be used to model particle transport phenomena in a plasma. The difficulty of the mathematical study of such systems dwells in the presence of so-called non-conservative products, which prevent the classical definition of weak solutions via distribution theory. To attempt to define these quantities, it is useful to supplement the hyperbolic system with an underlying kinetic model. In this work, the objective is the numerical study of such kinetic systems in order to solve the bi-temperature Euler system.This manuscript is split in two parts. The first one contains the study of the bi-temperature Euler system. In the first chapter, this system in dimension 1 is solved by the use of an underlying kinetic model sprung from plasma physics: the Vlasov-BGK-Ampère system. An asymptotic-preserving numerical method is introduced, and it is shown that the scheme obtained in the limit is consistant with a scheme for teh bi-temperature Euler system. In the following chapter, the same hyperbolic model in dimension 2 is studied, this time via a discrete-BGK type underlying model. An entropy inequality is proved for solutions coming from the kinetic model, as well as a discrete entropy dissipation inequality.In the second part of the manuscript, we are interested in the development of numerical schemes for gas mixture rarefied flows. Firstly, an adaptive kinetic scheme is introduced for inert gas mixtures. By the use of discrete conservation laws, the solution is approximated on a set of discrete velocities that depends on space, time and species. Secondly, an extension of the method is proposed in order to improve the efficiency of the first method. Finally, the two methods are compared to the classical fixed grid method on a series of test cases.In the last chapter, a numerical method is proposed for rarefied flows of reacting mixtures. The setting considered is the case of slow bimolecular reversible chemical reactions. The method introduced is an explicit-implicit treatment of the relaxation operator, which is shown to be stable, linear and conservative

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Shalygin, Maxim. "Réalisation et caractérisation du transport sélectif gazeux de contacteurs gaz-liquide à membrane (Selective transport of gases in gas-liquid membrane system)." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2007. http://www.theses.fr/2007INPL022N/document.

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Abstract:

Ce travail rapporte l’étude de systèmes membranaires à valves sélectives (SMV), qui combinent les avantages des techniques de séparation par membrane et par absorption. La 1ère partie du mémoire présente l'étude du transport de matière en régime permanent et transitoire dans les SMV élaborés à partir de membranes polymères denses et de solution aqueuses. Dans la 2ème partie le développement d'un modèle mathématique original pour la simulation des SMV est proposé ainsi que son évaluation expérimentale pour les séparations CO2/CH4/H2, avec des solutions aqueuses confinées de K2CO3. Des améliorations simultanées de la perméabilité (˜ 4 fois) et de la sélectivité (>20 fois) ont été obtenues pour CO2 avec le mélange CO2/H2. Un logiciel basé sur un nouveau modèle de transport de gaz dans ces contacteurs membranaires prenant en compte la sorption physique et chimique dans la phase liquide a été développé pour le calcul de la perméabilité en régime transitoire ou permanent
Combined gas-liquid membrane systems gather the advantages of membrane and absorption separation techniques. Specifically, selective membrane valves (SMV called flowing liquid membranes) were studied, i.e. creation, gas transport experiments, liquid nature and temperature dependences, and modelling. SMV use a flowing layer of liquid supported between two membranes. The 1st part of the dissertation reports the study of steady and non-steady state gas transports in SMV built out dense polymeric membranes. In the 2nd part is given the development of an original mathematical model for SMV simulation and its experimental assessment for CO2/CH4/H2 mixtures with aqueous solutions of K2CO3. From systematic studies of steady and non-steady state processes, both in flow-through and circulating modes, it was found that increasing of temperature and liquid carrier concentration (K2CO3) leads to the simultaneous rise of permeability and selectivity during CO2 recovery from CO2/H2 mixture

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Miloudi, Benchaâ. "Modélisation d’écoulements de gaz raréfiés en vue de l’étude des fuites internes dans les machines volumétriques produisant des vides moyens." Valenciennes, 1994. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/a557e18f-4212-4cfe-b66c-5e10a68b4a1c.

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Abstract:

Les fuites internes jouent un rôle très important sur les performances des machines volumétriques, en particulier sur le débit réel à l'aspiration et le vide limite qu'il est possible d'atteindre. Pour les pompes volumétriques travaillant dans le vide grossier, les écoulements de fuites internes peuvent être convenablement décrits par un modèle de fluide visqueux. En revanche, dans le vide poussé, les écoulements de fuites internes doivent être décrits dans le cadre de la théorie cinétique des gaz. Entre ces deux régimes extrêmes d’écoulement, on a affaire au régime intermédiaire pour lequel il n'existe pas de formulation simple. Le but de notre travail est de dégager des modèles d’écoulement simples et réalistes, représentant les trois régimes susceptibles d’être rencontrés dans les machines volumétriques produisant des vides moyens. On trouve dans ce mémoire, la description de deux modèles semi-empiriques et celle d'une étude expérimentale. Cette dernière est conçue pour valider les modèles précédents. Elle fait intervenir des écoulements intermédiaires dans des jeux annulaires de dimensions équivalentes à celles des jeux de fuites dans les pompes à vide.

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Bensabath, Tsilla. "Approche préventive pour une réduction des Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) dans les fours à pyrolyse : application à la cémentation gazeuse à basse pression." Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0064/document.

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Abstract:

La cémentation gazeuse à basse pression est un procédé de traitement de surface qui consiste à renforcer des pièces en acier par diffusion d’atomes de carbone provenant de la pyrolyse d’hydrocarbures gazeux. Une partie de l’hydrocarbure craqué est adsorbée sur le métal mais une autre partie réagit en phase gazeuse et conduit, entre autres, à la formation de HAP. Or, de nombreux HAP sont toxiques, voire cancérigènes, et les salariés en charge du nettoyage ou de la maintenance des fours de cémentation peuvent y être exposés. Des expériences de pyrolyse d’acétylène ont été réalisées à 900°C et 8 kPa, conditions proches de celles des procédés de cémentation gazeuse à basse pression. Un réacteur auto-agité par jets gazeux et des réacteurs tubulaires ont été utilisés. A la sortie de la zone réactionnelle, les produits de la pyrolyse ont été analysés. Entre autres, 16 HAP considérés comme des polluants prioritaires par l’Agence de Protection de l’Environnement aux Etats-Unis (US EPA) ont été observés. L’influence du taux de dilution du réactif en entrée et du temps de passage dans le réacteur a été étudiée. Les résultats expérimentaux ont été comparés à ceux obtenus avec un modèle cinétique détaillé. Ce modèle a été développé dans le but de décrire la formation des HAP lors de la pyrolyse d’hydrocarbures légers. Une attention particulière a été portée aux voies de formation des premiers cycles aromatiques et des 16 HAP de la liste de l’EPA. En plus des données expérimentales obtenues dans le cadre de cette étude, le modèle a été validé à partir de données expérimentales de la littérature. Le but de l’étude est de comprendre les phénomènes de formation et de croissance des HAP afin de trouver des conditions opératoires permettant de rendre plus surs les procédés de cémentation gazeuse à basse pression
Low-pressure gas carburizing is a heat treatment process used to harden surface of steel by enriching the metal with carbon atoms coming from pyrolysis of hydrocarbons. At the same time, a wide variety of molecules and radicals are also formed in the gas phase. They react together, leading to the formation of PAHs. PAHs are toxic and even carcinogenic, and activities such as furnace maintenance may thus represent a risk to workers. Experiments of acetylene pyrolysis were carried out in conditions close to low-pressure gas carburizing processes, at 900°C and 8 kPa. Two kinds of reactors were used: a jet stirred reactor and tubular reactors. At the outlet of the reaction zone, products of pyrolysis were analyzed. Among other products, 16 PAHs classified as priority pollutants by the United States Environmental Protection Agency (US EPA) were observed. Influence of residence time and of reactant dilution was studied. Experimental results were compared to those obtained with a detailed kinetic model. This model was developed in order to describe PAH formation during light hydrocarbon pyrolysis. The focus was placed on formation pathways of the first aromatic rings and of the 16 EPA-PAHs. In addition to the experimental data obtained in this study, the model was validated using experimental data from the literature. The aim of the study is to understand the phenomena of PAH formation and growth in order to find operating conditions to make safer the low-pressure gas carburizing processes

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Champon, Isabelle. "Compréhension et modélisation des mécanismes de désactivation d’un catalyseur de méthanation de CO2 au sein d’un réacteur-échangeur milli-structuré à lit fixe." Thesis, Strasbourg, 2019. http://www.theses.fr/2019STRAF045.

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Abstract:

Le Power-to-SNG est un procédé permettant de stocker le surplus d’énergie électrique renouvelable sous forme de SNG (Substitute Natural Gas) via la réaction de méthanation de CO2, catalysée par un catalyseur solide. Dans le but d’une injection directe du SNG dans le réseau de gaz, il est nécessaire d’obtenir des taux de conversion élevés. Néanmoins, au cours du temps, le catalyseur se désactive et il est alors possible que le gaz produit ne respecte plus les spécifications d’injection dans le réseau de gaz. Dans ces travaux, une méthodologie est mise en place pour comprendre les principaux mécanismes de désactivation d’un catalyseur commercial (Ni/Al2O3) intervenant au sein d’un réacteur-échangeur milli-structuré à lit fixe afin de les modéliser. Elle consiste à aborder la désactivation du catalyseur sous un angle expérimental à différentes échelles. Un modèle cinétique ainsi que des lois de désactivation sont identifiés et sont par la suite implémentés dans un modèle de représentation du réacteur déjà existant. Finalement, les résultats de simulation sont confrontés aux résultats de désactivation expérimentaux obtenus à l’échelle du réacteur milli-structuré
Power-to-SNG aims at storing the renewable electric surplus as SNG (Substitute Natural Gas) via the CO2 methanation reaction with a solid catalyst. For the purpose of the SNG direct injection into the gas network, high conversion rates are needed. Nevertheless, over time, the catalyst deactivates and the SNG may no longer meet the gas network injection specifications. In this work, a methodology is developed to understand the main deactivation mechanisms of a commercial catalyst (Ni/Al2O3) in a milli-structured fixed-bed reactor-heat exchanger in order to model them. Deactivation is dealt with at different experimental scales. A kinetic model and deactivation laws are identified and subsequently implemented in an already existing multi-scale reactor model. Finally, the simulation results are compared with experimental deactivation results obtained at the scale of the milli-structured reactor

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Souhabi, Jihane. "Réexamen du comportement vibrationnel des alliages modèles GaAs(1-x)Px et Si(1-x)Gex : modèle de percolation et calculs ab initio." Thesis, Metz, 2010. http://www.theses.fr/2010METZ025S/document.

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Abstract:

Le schéma générique de percolation 1-liaison→2-TO mis au point sur site pour la compréhension de base des spectres de vibration (Raman et infrarouge - IR) des alliages semiconducteurs aléatoires usuels, i.e., s’inscrivant dans la structure zincblende, qui a récemment supplanté le modèle standard 1-liaison→1-TO dit MREI [modified-random-element-isodisplacement, (Chang, et al., 1971)] mis au point dans les années soixante, est ici confronté au modèle à clusters (Verleur, et al., 1966), consacré par l’usage pour la discus-sion des spectres de vibration de ces alliages zincblende particuliers, présumés non aléatoires, qui montrent évidemment plus d’un mode phonon par liaison dans leur spectres de vibration. En fait, nous montrons que les spectres de réflectivité IR pionniers de l’alliage GaAs1-xPx représenta-tif de cette dernière classe de comportement, i.e. ceux-là mêmes qui ont motivé le développement du modèle à clusters dans les années soixante, trouvent une explication naturelle dans le cadre du modèle de percolation sur la base d’une substitution As ↔ P parfaitement aléatoire, sans aucun paramètre ajustable. L’alliage GaAs1-xPx et ses semblables se trouvent ainsi réhabilités en tant que systèmes aléatoires vis-à-vis de leurs propriétés vibrationnelles. Du même coup, la classification admise des spectres de vibration des alliages semiconducteurs à structure zincblende, basée sur les modèles MREI-Clusters, en quatre sous-types distincts, se trouve totalement unifiée dans le cadre de notre modèle de percolation. Dans un second temps nous explorons dans quelle mesure une extension du schéma de percolation de la structure zincblende vers la structure diamant, peut aider à comprendre la nature mystérieuse du comportement Raman de l’alliage aléatoire représentatif Si1-xGex. Il s’avère qu’une simulation satisfaisante des spectres Raman de Si1-xGex d’ores et déjà existants dans la littérature peut être accomplie, sans autre para-mètre ajustable que l’efficacité Raman de la liaison mixte Si-Ge, dans le cadre d’une version générique 1-liaison→N-mode du schéma de percolation, où N indique une sensibilité à l’environnement local des liaisons Ge-Ge (N=1, insensibilité), Si-Si (N=2, sensibilité à l’environnement premiers-voisins) et Si-Ge (N=3, sen-sibilité à l’environnement seconds-voisins). Des différences notables entre les schémas de percolation de GaAs1-xPx et de Si1-xGex sont attribuées à la différence de nature de la relaxation du réseau dans les cristaux à structure zincblende et diamant (inversion de l’ordre des branches au sein du triplet Si-Ge) et à la dispersion spectaculaire des modes Ge-Ge (antiparallélisme de la branche unique Ge-Ge) et Si-Si (inversion de l’ordre des branches au sein du doublet Si-Si), qui vient s’ajouter à l’effet de contrainte locale, habituellement seul pris en compte pour les alliages zincblende déjà examinés. L’assignation des branches phonons individuelles au sein de chaque schéma de percolation, i.e. GaAs1-xPx ou Si1-xGex, est réalisé par voie ab initio en se focalisant sur les modes de vibration des liaisons en stretching pur le long de motifs d’impuretés prototypes choisis quasi-linéaires de manière à rester dans l’esprit de l’approximation de la chaîne linéaire (ACL) sur laquelle est basé le modèle phénoménologique de percolation
The 1-bond → 2-TO percolation generic scheme proposed for the basic understanding of the vibra-tion spectra (Raman and Infrared –IR) of usual random semiconductor alloys with zincblende structure, which has recently challenged the standard MREI (modified-random-element-isodisplacement) model with the 1-bond→1-TO behavior, (Chang et Mitra, 1971) developped in the sixties, is here confronted to the cluster model (Verleur et Barker, 1966) which has been accepted through use for the study of the vibration spectra of these particular zincblende alloys, which obviously exhibit more than one phonon mode per bond in their vibration spectra. In fact, the IR reflectivity spectra of GaAs1-xPx, the representative alloy of the last class, i.e. those very ones which motivated the developpement of the cluster model in the sixties, find a natural explanation in the scope of the percolation model on the basis of a perfect random substitution As ↔ P, with no adjusta-ble parameter. With this, GaAs1-xPx and its like are rehabilitated as random alloys in principle, and further, the percolation paradigm generalizes to all types and subtypes of the traditional four-type classification of phonon mode behavior of semiconductor alloys, based on the MREI and cluster models. In a second stage, we investigate to which extent an extension of the percolation scheme to the di-amond structure may help to understand the mysterious nature of the Raman behavior of the representative Si1-xGex alloy. We realize that a good simulation of the Si1-xGex Raman spectra already existing in the literature can be obtained with no adjustable parameter but the Raman efficiency of the Si1-xGex bond within a generic 1-bond→N-TO version of the percolation model, where N indicates a sensitivity to the local environment of the Ge-Ge (N=1 non sensitive), Si-Si (N=2, sensitive to the first neighbor environment) and Si-Ge (N=3, sensitive to the second neighbor environment) bonds. Some differences between the GaAs1-xPx and Si1-xGex percolation patterns are attributed to the different natures of the lattice relaxation in the zincblende and di-amond structures (inversion of the order of like branches in the Si-Ge triplet) and to the spectacular disper-sion of the Ge-Ge like modes (anti parallelism of the unique Ge-Ge branch) and Si-Si (inversion of the order of like branches in the Si-Si doublet), which add to the local constraint effect, the only one usually taken into account in the zincblende alloys examined so far. The assignment of the individual phonons branches in each percolation scheme, i.e. GaAs1-xPx or Si1-xGex, is achieved via home-made ab initio phonon calculations with a focusing on bond-stretching along prototype impurity motives designed as quasi linear so as to be remain in with the spirit of the linear chain approximation on which the percolation model is based

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Agaesse, Tristan. "Simulations of one and two-phase flows in porous microstructures, from tomographic images of gas diffusion layers of proton exchange membrane fuel cells." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2016. http://oatao.univ-toulouse.fr/17789/1/Agaesse.pdf.

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Abstract:

Hydrogen as an energy carrier is a promising solution for reducing emissions of greenhouse gases. Indeed, hydrogen can be used to store large amounts of energy in a completely carbon-free way. To promote the widespread use of hydrogen energy, it is essential to reduce the cost of fuel cells and increase their durability and performance. The materials in the heart of fuel cells have a strong impact on their performance and durability. In this context, opti-mizing the materials is crucial. We develop in this thesis a modeling approach of porous materials in proton exchange membrane fuel cells. We focus on a specific material that takes part in the gas diffusion layers (GDL). The gas diffusion layers are crossed by gas, electron, heat and water fluxes. To allow such multiple transports, GDL are composed of a fluid phase and a solid phase, itself consisting of several materials. The microstructure of the GDL plays an essential role on the tradeoffs between transports. To model these tradeoffs, we use X-ray tomography to image the microstructure at micrometer scales, and develop digital tools to simulate the transport on tomographic images. We validate the simulations with experimental characterizations and tomographic images of GDL. Great care has been taken in the computer performance of the numerical tools, because tomographic images in three dimensions are a challenge because of the size of the data. The first chapter of this thesis is devoted to modeling of an ex-situ water injection experiment in a GDL. We develop a pore network model extracted from tomographic images, to simulate liquid water flows in GDL in the presence of ca-pillary forces. We validate pore networks simulations using tomographic images showing the liquid water in a GDL dur-ing a water injection experiment. We show that the capillary pressure curves can be determined reliably by pore net-work simulations or full morphology simulations on tomographic images. The second chapter is devoted to one-phase transport simulations in GDL. The first part of this chapter is devoted to the development of pore networks simulations for the diffusivity and the electrical conductivities of the GDL. We de-velop a two-scale simulation methodology, which consists of decomposing the image into elements having simple shapes, and to calibrate physical models on these elements. This method considers the effect of the microstructure on the physical transfers in an economical way, reducing the computing time. We compare the pore network simulations to direct simulation on microstructures and to analytical formulas. The second part is devoted to the comparison of transport simulations with experimental measurements. We show that the transports in the fluid phase can be deter-mined reliably by direct simulations on the tomographic images, while transports in the solid phase require additional information not provided by X-ray tomography. The third chapter is devoted to modeling of the condensation of water in the GDL. The steam produced by the reaction of the hydrogen with the oxygen passes through the GDL and condenses in the cold areas of the GDL. A pore network model coupling diffusion of steam, phase change and capillary forces is developed. We study this model on virtually generated pore networks. The last chapter is devoted to the study of virtually designed microstructures. Virtually exploring new materials designs has advantages over the experimental approach, in terms of speed, cost and control over the microstructures. We show that it is possible to virtually produce microstructures close to those of real materials, to seek optimal microstructures, and control the microstructure to better study some physical effects using simulation.

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Bouzarkouna, Zyed. "Optimisation de placement des puits." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00690456.

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Abstract:

La quantité d'hydrocarbures récupérés peut être considérablement augmentée si un placement optimal des puits non conventionnels à forer, peut être trouvé. Pour cela, l'utilisation d'algorithmes d'optimisation, où la fonction objectif est évaluée en utilisant un simulateur de réservoir, est nécessaire. Par ailleurs, pour des réservoirs avec une géologie complexe avec des hétérogénéités élevées, le problème d'optimisation nécessite des algorithmes capables de faire face à la non-régularité de la fonction objectif. L'objectif de cette thèse est de développer une méthodologie efficace pour déterminer l'emplacement optimal des puits et leurs trajectoires, qui offre la valeur liquidative maximale en utilisant un nombre techniquement abordable de simulations de réservoir.Dans cette thèse, nous montrons une application réussie de l'algorithme "Covariance Matrix Adaptation - Evolution Strategy" (CMA-ES) qui est reconnu comme l'un des plus puissants optimiseurs sans-dérivés pour l'optimisation continue. Par ailleurs, afin de réduire le nombre de simulations de réservoir (évaluations de la fonction objectif), nous concevons deux nouveaux algorithmes. Premièrement, nous proposons une nouvelle variante de la méthode CMA-ES avec des méta-modèles, appelé le nouveau-local-méta-modèle CMA-ES (nlmm-CMA), améliorant la variante déjà existante de la méthode local-méta-modèle CMA-ES (lmm-CMA) sur la plupart des fonctions de benchmark, en particulier pour des tailles de population plus grande que celle par défaut. Ensuite, nous proposons d'exploiter la séparabilité partielle de la fonction objectif durant le processus d'optimisation afin de définir un nouvel algorithme appelé la partiellement séparable local-méta-modèle CMAES (p-sep lmm-CMA), conduisant à une réduction importante en nombre d'évaluations par rapport à la méthode CMA-ES standard.Dans cette thèse, nous appliquons également les algorithmes développés (nlmm-CMA et p-sep lmm-CMA) sur le problème de placement des puits pour montrer, à travers plusieurs exemples, une réduction significative du nombre de simulations de réservoir nécessaire pour trouver la configuration optimale des puits. Les approches proposées sont révélées prometteuses en considérant un budget restreint de simulations de réservoir, qui est le contexte imposé dans la pratique.Enfin, nous proposons une nouvelle approche pour gérer l'incertitude géologique pour le problème d'optimisation de placement des puits. L'approche proposée utilise seulement une réalisation, ainsi que le voisinage de chaque configuration, afin d'estimer sa fonction objectif au lieu d'utiliser multiples réalisations. L'approche est illustrée sur un cas de réservoir de benchmark, et se révèle être en mesure de capturer l'incertitude géologique en utilisant un nombre réduit de simulations de réservoir.

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Noël, Frédérique. "Influence de la ventilation sur les propriétés de transport dans un poumon sain et enflammé." Thesis, Université Côte d'Azur, 2021. http://www.theses.fr/2021COAZ4004.

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Abstract:

La fonction principale du poumon est d'alimenter le sang en oxygène et d'enlever le dioxyde de carbone du sang. Le poumon s'empare de l'oxygène présent dans l'air ambiant dans lequel il rejette le dioxyde de carbone prélevé dans le sang. Cet échange est rendu possible par le processus de ventilation pulmonaire qui fait entrer et sortir périodiquement un volume d'air ambiant. D'un point de vue idéalisé, la ventilation peut être caractérisée par deux paramètres : la vitesse maximale de l'air dans la trachée (l'amplitude) et la fréquence respiratoire (la période). Le but de cette thèse est d'étudier et de modéliser le processus de transport et d'échanges d'oxygène et de dioxyde de carbone dans le poumon. Le transport de gaz est modélisé par des équations de convection-diffusion-réaction dans un poumon idéalisé. Une analyse mathématique du modèle a été réalisée afin de prouver l'existence d'une solution unique ainsi que la périodicité asymptotique en temps. Des simulations numériques ont été réalisées pour étudier un large éventail de configurations physiologiques. Dans le cas d'un poumon humain en bonne santé, les quantités de gaz échangées prédites par notre modèle sont proches de la physiologie. Les énergies visqueuse et élastique dépensées lors de l'inspiration ont ensuite été minimisées en supposant que nos besoins en oxygène peuvent être représentés dans notre modèle par une contrainte du flux d'oxygène échangé avec le sang. Des simulations ont été réalisées pour l'homme, mais aussi pour tous les mammifères en utilisant les lois allométriques. Les prédictions de notre modèle montrent que les paramètres de ventilation chez les mammifères pourraient être optimisés pour dépenser le moins d'énergie possible. Ensuite, nous nous sommes concentrés sur la ventilation pulmonaire d'un humain souffrant d'une infection pulmonaire. La propagation d'une infection bronchique a été modélisée de manière idéalisée et nous avons étudié comment la ventilation est affectée par la réponse du système immunitaire à travers l'inflammation de la paroi bronchique. Nos résultats montrent que la localisation de la zone de transition entre convection et diffusion influence principalement la quantité d'oxygène échangée avec le sang. L'emplacement de cette transition peut être affecté par l'infection et donc altérer l'efficacité de la ventilation et modifier la configuration optimale. Enfin, pour mieux comprendre l'efficacité d'un traitement médicamenteux délivré sous forme d'aérosol, nous avons modélisé le dépôt de particules d'aérosol dans la première bifurcation des bronches du poumon humain. Notre modèle prend en compte l'évolution du rayon des particules due à l'échange de vapeur d'eau et l'évolution de la température des particules due au changement du milieu environnant. Nos résultats montrent que la modélisation de ces paramètres est importante pour représenter plus précisément le dépôt des particules sur les parois des bronches. Ces travaux permettent de mieux comprendre comment le processus de ventilation pulmonaire est ajusté et comment il est affecté par les pathologies pulmonaires. De plus, il souligne comment la ventilation peut être utilisée efficacement pour administrer des médicaments dans le corps humain
The main function of the lung is to supply the blood with oxygen and to drain the carbon dioxide from it. The lung captures the oxygen present in the ambient air where it rejects the carbon dioxide taken from the blood. This exchange results from the process of the lung's ventilation that repeatedly makes a volume of ambient air enter and leave the lung. In an idealized view, the ventilation can be characterized by two parameters: the maximum air velocity in the trachea (the amplitude) and the breathing frequency (the period). The goal of this thesis is to study and model the process of oxygen and carbon dioxide transport and exchanges in the lung. Gas transport is modeled by convection-diffusion-reaction equations in an idealized lung. A mathematical analysis of the model has been performed to prove the existence of a unique solution along with an asymptotic periodicity in time. Numerical simulations were performed to study a wide range of physiological configurations. In the healthy human case, the amounts of gas exchanged predicted by our model are close to physiology. The viscous and elastic energies spent during inspiration were then minimized assuming that our body needs in oxygen can be represented in our model by a constraint on the oxygen flow exchanged with the blood. Simulations were carried out for humans but also for any mammals using allometric scaling laws. The predictions of our model show that the ventilation parameters in mammals might be optimized to cost as little energy as possible. Then, we focused on the lung's ventilation of a human subject suffering from a pulmonary infection. The spread of a bronchial infection has been modeled in an idealized way and we studied how the ventilation is affected by the response of the immune system through bronchi wall inflammation. Our results show that the location of the transition zone between convection and diffusion mainly influence the quantity of oxygen exchanged with the blood. The location of this transition can be affected by the infection and hence alter the efficiency of the ventilation and modify its optimal configuration. Finally, to better understand the efficiency of a drug treatment delivered by aerosol, we modeled the deposit of aerosol particles in the first bifurcation of the bronchi of the human lung. Our model takes into account the evolution of the radius of the particles due to the exchange of water vapor and the evolution of the temperature of the particles due to the change of the surrounding environment. Our results show that the modeling of these parameters is important to represent more accurately the deposit of the particles on the walls of the bronchi. This work allows to better understand how the process of lung’s ventilation is adjusted and how it is affected by lung’s pathologies. Moreover, it highlights how ventilation can be used efficiently as a way to deliver drugs in the body

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Sun, Chenghai. "Contribution à l'étude de la thermodynamique des gaz sur réseaux : théorie et simulations." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1993. http://www.theses.fr/1993INPL012N.

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Abstract:

Cette thèse a pour but de modéliser et simuler, par la méthode des gaz sur réseaux, des phénomènes hydrodynamiques, de la diffusion de masse et du transfert de chaleur. Le chapitre I est une introduction générale des modèles de gaz sur réseaux. Au chapitre II, nous avons démontré l'existence et l'unicité de l'équilibre local et de l'équilibre global de la population moyenne. Puis nous avons adapte la méthode de Lyapunov à l'équation aux différences finies. Grace au théorème H, nous avons obtenu la périodicité asymptotique conditionnelle pour une solution non-homogène de l'équation de Boltzmann et la stabilité asymptotique conditionnelle pour une solution homogène. Au chapitre III, nous avons défini la température dépendant seulement de l'énergie interne et de la masse volumique et vérifiant les relations habituelles de la thermodynamique. Les équations de conservation sont déduites dans les cas généraux par la méthode de Chapmann-Enskog. Les applications à la diffusion de masse et au transfert de chaleur nous donnent respectivement la loi de Fick et la loi de Fourier. Aux chapitres IV et V, des simulations de diffusion de masse et de chaleur sont comparées, dans les cas monodimensionnels, avec les solutions de la loi de Fick et de la loi de Fourier obtenues par une méthode aux différences finies. Les résultats obtenus par ces deux méthodes sont concordants

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Dubus, Jean-Philippe. "Prise de décision multiattribut avec le modèle GAI." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00812558.

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Abstract:

Les réseaux GAI sont une représentation graphique compacte et expressive des préférences d'un décideur en Décision Multiattribut, c'est-à-dire dans des situations où les alternatives sur lesquelles portent les choix du décideur sont décrites à l'aide d'un ensemble d'attributs (de caractéristiques). L'exploitation de leur structure graphique permet de définir des procédures efficaces d'élicitation de préférences (détermination des préférences à l'aide de questionnaires) ainsi que des algorithmes assez performants de prise de décision (calcul de l'alternative préférée du décideur ou des k meilleures alternatives). Le but de cette thèse est double. Tout d'abord elle vise à étendre les algorithmes de prise de décision dans des cas où les réseaux GAI sont denses, c'est-à-dire dans des situations où leur structure ne permet pas aux algorithmes de l'état de l'art de s'exécuter en un temps raisonnable. Pour cela, une nouvelle méthode de triangulation approchée a été développée, qui produit des réseaux GAI approchés sur lesquels des mécanismes d'inférence adaptés permettent d'obtenir les alternatives optimales des réseaux GAI d'origine. Ensuite, elle propose de nouvelles méthodes d'inférence en Décision multicritère. Plus précisément, elle propose des approches pour déterminer des frontières de Pareto (exactes ou approchées avec garantie de performance) ou des frontières de Lorenz. Elle prop ose également des algorithmes pour déterminer des solutions optimales dans les cas où les critères peuvent être agrégés via des opérateurs tels que OWA (Ordered Weighted Average), l'intégrale de Choquet ou bien encore la norme de Tchebyche ff.

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Coste, Nicolas. "Vers la prédiction de performance de modèles compositionnels dans les architectures GALS." Phd thesis, Grenoble, 2010. http://www.theses.fr/2010GRENM028.

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La validation, incluant vérification fonctionnelle et évaluation de performance, est un processus critique pour la conception de designs matériels complexes : un design fonctionnellement correct peut s'avérer incapable d'atteindre la performance ciblée. Plus un problème dans un design est identifié tard, plus son coût de correction est élevé. La validation de designs devrait donc être entreprise le plus tôt possible dans le flot de conception. Cette thèse présente un formalisme de modélisation par composition, couvrant les aspects fonctionnels et temporisés des systèmes matériels, et définit une approche d'évaluation de performance afin d'analyser les modèles construits. Le formalisme de modélisation défini, appelé Interactive Probabilistic Chain (IPC), est une algèbre de processus a temps discret. Nous avons défini une bisimulation de branchement et prouvé sa congruence par rapport à l'opérateur de composition parallèle, nous permettant une approche compositionnelle. Les IPCs peuvent être vues comme une transposition des Interactive Markov Chains dans un espace de temps discret. Pour l'évaluation de performance, une IPC complètement spécifiée est transformée en une chaîne de Markov à temps discret, qui peut être analysée. De plus, nous avons défini une mesure de perfor- mance, appelée latence, et un algorithme permettant de calculer sa distribution moyenne sur le long terme. A l'aide d'outils permettant de traiter les IPCs, développés sur la base de la boîte à outils CADP, nous avons étudié les aspects de communication d'un design industriel, l'architecture xSTream, développée chez STMicroelectronics
Validation, comprising functional verification and performance evaluation, is critical for complex hardware designs. Indeed, due to the high level of parallelism in modern designs, a functionally verified design may not meet its performance specifications. In addition, the later a design error is identified, the greater its cost. Thus, validation of designs should start as early as possible. This thesis proposes a compositional modeling framework, taking into account functional and time aspects of hardware systems, and defines a performance evaluation approach to analyze constructed models. The modeling framework, called Interactive Probabilistic Chain (IPC), is a discrete-time process algebra, representing delays as probabilistic phase type distributions. We defined a branching bisimulation and proved that it is a congruence with respect to parallel composition, a crucial property for compositional modeling. IPCs can be considered as a transposition of Interactive Markov Chains in a discrete-time setting, allowing a precise and compact modeling of fixed hardware delays. For performance evaluation, a fully specified IPC is transformed, assuming urgency of actions, into a discrete-time Markov chain, which can then be analyzed. Additionally, we defined a performance measure, called latency, and provided an algorithm to compute its long-run average distribution. The modeling approach and the computation of latency distributions have been implemented in a tool-chain relying on the CADP toolbox. Using this tool-chain, we studied communication aspects of an industrial hardware design, the xSTtream architecture, developed at STMicroelectronics

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Coste, Nicolas. "Vers la prédiction de performance de modèles compositionnels dans les architectures GALS." Phd thesis, Université de Grenoble, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00538425.

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La validation, incluant vérification fonctionnelle et évaluation de performance, est un processus critique pour la conception de designs matériels complexes : un design fonctionnellement correct peut s'avérer incapable d'atteindre la performance ciblée. Plus un problème dans un design est identifié tard, plus son coût de correction est élevé. La validation de designs devrait donc être entreprise le plus tôt possible dans le flot de conception. Cette thèse présente un formalisme de modélisation par composition, couvrant les aspects fonctionnels et temporisés des systèmes matériels, et définit une approche d'évaluation de performance afin d'analyser les modèles construits. Le formalisme de modélisation défini, appelé Interactive Probabilistic Chain (IPC), est une algèbre de processus a temps discret. Nous avons défini une bisimulation de branchement et prouvé sa congruence par rapport à l'opérateur de composition parallèle, nous permettant une approche compositionnelle. les IPCs peuvent être vues comme une transposition des Interactive Markov Chains dans un espace de temps discret. Pour l'évaluation de performance, une IPC complètement spécifiée est transformée en une chaîne de Markov à temps discret, qui peut être analysée. De plus, nous avons défini une mesure de perfor- mance, appelée latence, et un algorithme permettant de calculer sa distribution moyenne sur le long terme. A l'aide d'outils permettant de traiter les IPCs, développés sur la base de la boîte à outils CADP, nous avons étudié les aspects de communication d'un design industriel, l'architecture xSTream, développée chez STMicroelectronics.

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Monestier, Olivier. "Développement et caractérisation de deux modèles murins présentant un phénotype hypermusclé." Limoges, 2012. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/449dba1c-e93c-40ca-9977-2115d7357bf4/blobholder:0/2012LIMO4001.pdf.

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Abstract:

Le développement et la croissance du muscle squelettique sont conditionnés par des processus complexes impliquant de nombreux facteurs moléculaires dans les différentes étapes de prolifération, de différenciation, et de fusion cellulaire. La compréhension de la régulation de la masse musculaire représente de réels enjeux aussi bien dans le domaine de la santé que d’un point de vue agronomique. Ainsi, l’identification des mécanismes moléculaires participant à l’hypertrophie musculaire a un intérêt particulier pour l'amélioration des thérapies lors d’atrophies musculaires ou pour des applications liées à la production de viande. Dans ce contexte, mes travaux de cette thèse ont porté sur le développement et la caractérisation de deux lignées murines présentant un phénotype hypermusclé. Le premier modèle, dénommé surGasp1, m’a permis de démontrer que la surexpression ubiquitaire du gène Gasp1, codant pour un inhibiteur de la myostatine, entraîne une augmentation généralisée de la masse musculaire due à une hypertrophie des fibres de types I, IIa et IIb sans qu’aucune altération du tissu adipeux ne soit observée. Ce modèle constitue un excellent outil pour appréhender le rôle de GASP1 lors du développement musculaire, en particulier ses relations avec la myostatine (GDF8) qui est un élément clé dans la régulation de la croissance du muscle. Par ailleurs, j’ai entrepris une étude de la protéine GASP1 au cours de l’évolution. L’analyse du taux de substitutions des protéines GASP de l’ancêtre de Ciona aux tétrapodes a permis de montrer que les domaines importants dans l’interaction avec la myostatine étaient les plus conservés. L’ensemble des résultats obtenus m’a conduit à proposer un modèle en trois dimensions qui permet de décrire l’action de la protéine GASP. La deuxième lignée murine analysée, GMA06, issue d’un crible de mutagenèse chimique sensibilisé, présente un phénotype hypermusclé qui diffère de celui observé chez des souris knockout pour la myostatine. L’identification de la mutation responsable de ce phénotype permettra de mieux comprendre les éventuelles interactions et régulations qui peuvent exister entre cette dernière et la myostatine et constitue par conséquent un modèle intéressant pour l’étude fonctionnelle de gènes modificateurs du phénotype Gdf8-/-
Skeletal muscle development and growth are tightly regulated processes involving multiple factors which control different cellular programs such as proliferation, differentiation and fusion. Understanding muscle mass regulation represents key issues in public health or agronomy. Thus, the identification of molecular mechanisms participating in muscular hypertrophy has major interest for therapies improvement of muscular atrophy or for applications in meat production. In this context, the work of my thesis concerned the development and characterisation of two mouse lines presenting a hypermuscular phenotype. The analysis of the first model, called surGasp1, showed that the ubiquitous overexpression of the Gasp1 gene leads to a generalized increase of muscular mass due to a hypertrophy of the type I, IIa and IIb fibres without change of the fatty tissue amount. This model provides an excellent tool to study the GASP1 function during the muscular development, in particular its role in relationship with the myostatin, a key factor in muscle growth regulation. I have also undertaken a study of the GASP1 protein during evolution. The substitution rate analysis from the ancestor of Ciona to tetrapods showed that the important domains in the interaction with the myostatin (GDF8) were the most preserved. These data allow me to propose a three dimensional model describing the GASP protein action. The second mouse line, GMA06, resulting from a sensitized mutagenesis screen, presents a hypermuscular phenotype which differs from the one observed in myostatine knockout mice. The identification of the causal mutation in this line will allow to better understand the interactions which could exist between this last one and the myostatin and constitutes an interesting model for functional studies of gene modifiers of the Gdf8-/- phenotype

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Queiroz, Sergio. "Modèles graphiques décomposables pour la décision individuelle et collective." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00812578.

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Abstract:

Cette thèse porte sur l'utilisation des GAI-Nets, un modèle graphique pour la représentation compacte de préférences, pour atteindre des fonctionnalités propres à un système de recommandation dans le cadre où l'espace d'alternatives a une structure combinatoire de grande taille. Typiquement, les systèmes de recommandation sur le Web utilisent des techniques bien adaptées au conseil d'articles fortement standardisés, tels que les CDs et les DVDs, mais impraticables dans un cadre combinatoire. Par ailleurs, les systèmes de recommandation pour le cadre combinatoire sont souvent fondés sur des modèles supposant une indépendance entre attributs qui assure la modélisation des préférences par une utilité additive. Les GAI-Nets permettent des interactions entre les attributs, étant ainsi plus généraux. Nos problématiques clés sont le choix et le rangement des kmeilleures alternatives. Nous étudions également le problème de la recherche de solutions de compromis selon des critères non-linéaires dans le cadre de la décision collective/multicritère, et aussi l'élicitation des GAI-Nets. Nous proposons des algorithmes adaptés à la résolution de tels problèmes et, finalement, nous construisons une application Web pour appliquer les techniques développées dans une situation décisionnelle concrète.

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Pubill, Aleix. "Procédé thermochimique de production de froid de forte puissance pour application mobile. Etude et caractérisation de la dynamique du système." Thesis, Perpignan, 2017. http://www.theses.fr/2017PERP0060.

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Abstract:

Maitriser la logistique de la chaine du froid à des températures de -20°C/-30°C reste un enjeu majeur de sécurité sanitaire. Des solutions auto-réfrigérées basées sur des systèmes thermochimiques sont très adaptées à la mise en température rapide de caissons isothermes et de leur maintien pendant plusieurs heures. Différents concepts et configurations de procédés répondant à cette problématique sont proposés. Leur modélisation dynamique de type nodale, impliquant une gestion thermodynamique d'un ou plusieurs réacteurs, a permis d'analyser leur comportement et d'évaluer leur pertinence. Les configurations les plus performantes sont sélectionnées et analysées afin d'établir un pré-dimensionnement industriel du procédé. D'autre part, la fiabilité de ces systèmes thermochimiques repose sur la qualité des transferts de masse et de chaleur au sein des réacteurs. A cette fin, une approche de diagnostic de dysfonctionnements possibles de réacteurs est développée. La méthodologie proposée s'appuie sur la comparaison de la réponse expérimentale du réacteur testé à celle modélisée d'un réacteur opérant dans les mêmes conditions opératoires présentant ou non des défauts. Une base de données de comportements de réacteurs défaillants, établie par simulation de défauts de typologie et d'intensité connues, permet ainsi la détection et l'identification rapide de possibles dysfonctionnements de réacteurs issus de la chaine de fabrication
A better cold chain logistics understanding and control is a major safety issue in deep freezing processes within -20°C/-30°C. Self-cooling solutions based on thermochemical systems appear very suitable for rapid cooling of isothermal containers and its temperature regulation for several hours. Different process concepts and configurations are presented to tackle this problem. Through their dynamic nodal modeling, involving thermodynamic management of one or various reactors, an analysis of their behaviors is performed to evaluate their relevance. A selection of the best performing configurations leads us to an industrial pre-design.To undertake quality measures, a diagnosis approach for possible reactors malfunctions is developed. The methodology is based on a comparison of experimental responses between tested reactor and reference one under the same operating conditions. A database of simulated faulty behaviors will allow the detection and identification of possible malfunctions of reactors coming from the production line

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Vu, Duong. "Injection de charge et de spin de GaAs vers des couches métalliques et magnétiques." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/docs/00/50/65/65/PDF/Final.pdf.

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Abstract:

On trouve le résumé suivant sur la plateforme de thèses en ligne Tel le résumé suivant (la thèse elle même inclut un résumé plus détaillé) : Ce travail expérimental et théorique porte sur l'injection tunnel de photoélectrons à partir de GaAs vers des surfaces métalliques et de spin vers des surfaces magnétiques. On y présente la première mise en évidence de la dépendance en spin du courant tunnel vers une surface magnétique. Ce travail comporte deux parties distinctes : 1ere partie : Cette partie est consacrée à l'étude de l'injection de charge et de spin de photoélectrons à partir de microleviers de GaAs (sans pointe) sous pompage optique, vers des surfaces nonmagnétiques d'or et magnétiques de cobalt. La dépendance du courant injecté vers une surface d'or en fonction de la tension appliquée sur le levier et de la distance levier/surface métallique est en accord avec les prédictions d'un modèle original. A l'aide d'une cellule de Pockels, le même montage est utilisé pour moduler la polarisation de spin des électrons tunnel et pour étudier la dépendance en spin du courant tunnel dans des couches de cobalt. Ce travail conduit à la première mise en évidence de la dépendance en spin de l'effet tunnel de photoélectrons vers une couche magnétique. Le retournement de la polarisation de spin des électrons tunnel par rapport à l'aimantation de la couche magnétique induit une variation de 6% du courant tunnel, alors que la valeur maximale observée pour une couche non magnétique est de l'ordre de 0. 1%. On observe une diminution de ce signal en fonction de la tension appliquée qui est attribuée à la diminution de la vitesse de recombinaison de surface. Les résultats sont en accord quantitatif avec les prédictions théoriques. 2e partie : Cette partie regroupe deux études distinctes du transport de charge et de spin faisant appel à l'imagerie de luminescence polarisée pour caractériser les propriétés de spin. Cette technique nouvelle d'imagerie a été mise au point dans le cadre de ce travail. La première étude analyse les propriétés de spin de pointes de GaAs qui pourraient être utilisées ultérieurement pour l'imagerie du nanomagnétisme, dans le but de prédire le taux de polarisation de spin des électrons injectés. En utilisant des mesures sur des couches planaires équivalentes et en modélisant la diffusion de charge et de spin dans la pointe, on montre que l'on peut s'attendre à obtenir des polarisations de spin atteignant 40%. Par ailleurs, la microscopie de luminescence polarisée permet d'étudier le transport de charge et de spin dans des couches minces de GaAs, respectivement oxydées et passivées. On montre que la recombinaison de surface joue un rôle crucial pour la diffusion de charge et de spin, car la diminution de la vitesse de recombinaison de surface de 107 cm/s à 103 cm/s induite par la passivation fait passer les longueurs de diffusion de charge et de spin de 21 micron et 1. 3 micron respectivement à 1. 2 micron and 0. 8 micron
On trouve le résumé suivant sur la plateforme de thèses en ligne Tel le résumé suivant (la thèse elle même inclut un résumé plus détaillé) :This thesis describes experimental and theoretical work concerning photo-assisted tunnelling between optically pumped GaAs and metallic surfaces. In particular, the first evidence for the spin dependence of the tunnel photocurrent into a magnetic surface is presented. The thesis is made up of two separate parts: Part 1: Reports studies of charge and spin injection of photoelectrons from an optically pumped, tipless GaAs microcantilever into both (nonmagnetic) Gold and (magnetic) Cobalt surfaces. A new model, which is used to analyse the bias, tunnel distance and spin dependence of the tunnel photocurrent, correctly predicts the behaviour observed on the Gold surfaces. With the addition of a Pockels' cell, the same experiment is used to modulate the spin polarisation of tunnelling electrons and to the spin dependence of photoelectron injection into Cobalt. A reversal of the relative spin polarisation of the photoelectrons to the magnetisation direction of the Cobalt results in a 6 % variation in the tunnel photocurrent. This compares with a value of 0. 1 % observed on nonmagnetic Gold surfaces. A reduction in this variation with increasing applied bias is attributed to a reduction in the surface recombination velocity. An extension to the model developed for charge injection which accounts for the spin polarisation of the photoelectrons describes the experimental results well. Part 2: Reports studies on charge and spin transport in GaAs using an original polarised photoluminescence microscopy technique. This technique is firstly applied to photoluminescence imaging in GaAs tips to be used in imaging studies of nanomagnetism, in order to estimate the expected electronic polarisations at the tip apex. In combination with studies on equivalent planar geometry samples and by numerically solving the charge and spin diffusion equations, polarisations approaching 40 % are predicted. Independently, polarised luminescence microscopy is used to investigate charge and spin transport in planar oxidized and passivated thin films. Surface recombination is shown to play an important role in determining the effective charge and spin diffusion lengths. The effect of an increase in the surface recombination velocity between the passivated and oxidized sample from 103 cm/s to 107 cm/s reduces the charge and spin diffusion lengths from 21 micron and 1. 3 micron, to 1. 2 micron and 0. 8 micron respectively

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Polikarpov, Alexey. "Numerical simulation of rarefied gas flows based on the kinetic approach." Thesis, Aix-Marseille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011AIX10088.

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Ce travail de thèse porte sur le développement de la méthode des vitesses discrètes pour la résolution numérique de équations cinétiques modèles, BGK, S modèle et ES modèle, qui représentent les différentes approximations de l’équation de Boltzmann
This work is devoted to the development of the numerical resolution of the kinetic model equations such as BGK, S-model, ES-model by the discrete velocity method. The different approximations of the Boltzmann equation are presented

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Le, Tertre Alain. "Séries temporelles et analyse combinée des liens pollution atmosphérique et santé." Paris 6, 2005. http://www.theses.fr/2005PA066434.

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Dissertations / Theses on the topic 'Modèles GAS'

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