Dissertations / Theses: 'Modélisation des systemes physique'

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Chambet, Nicolas. "Modélisation physique des réseaux de neurones : étude de comportements collectifs : application au traitement de l'information." Angers, 1995. http://www.theses.fr/1995ANGE0014.

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Abstract:

Nous considérons les réseaux de neurones en tant que modèles physiques de systèmes naturels de traitement de l'information. Pour avancer dans leur modélisation, nous cherchons à inclure progressivement plus d'éléments physiques des neurones en réseaux, à analyser les propriétés résultantes, et à considérer les conséquences pour le traitement de l'information. Dans le chapitre 1, nous examinons et mettons en cohérence les éléments de base de la modélisation des réseaux de neurones, à différents niveaux de description. Nous nous efforçons aussi d'utiliser des grandeurs physiques munies d'unités et de valeurs réalistes, pour une interprétation qualitative et quantitative des résultats. Puis, nous déduisons de cette démarche un modèle non linéaire de réseau de neurones, qui décrit l'évolution des conductances membranaires gouvernant l'émission des potentiels d'action (PA). Dans le chapitre 2, nous exploitons d'abord ce modèle pour étudier les états d'activité autonomes d'un réseau. Nous montrons que leur apparition peut ici se caractériser comme une transition de phase, qu'ils peuvent se décrire par une théorie de champ moyen, et comment ils peuvent servir à mémoriser de l'information. Nous appliquons ensuite le modèle pour la comparaison des dynamiques neuronales utilisant les PA, avec celles basées directement sur les fréquences de décharge. Nous montrons les limites d'une utilisation de ces dernières à la place des PA. Dans le chapitre 3, nous étudions la résonance stochastique, dans laquelle un bruit devient utile à la transmission de signaux par certains systèmes non linéaires. Nous montrons que c'est une propriété possible pour des neurones naturellement monostables, soumis soit à une stimulation analogique, soit plus généralement à des trains de PA.

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Bruyère, Vincent. "Une modélisation multi-physique et multi-phasique du contact lubrifié." Electronic Thesis or Diss., Lyon, INSA, 2012. http://www.theses.fr/2012ISAL0110.

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Abstract:

De nombreuses hypothèses sont classiquement utilisées pour décrire le comportement du fluide dans un contact lubrifié : film continu, viscosité constante dans l’épaisseur, film mince, fluide newtonien… Or, certaines s’avèrent erronées dès lors que l’on s’intéresse aux contacts Elasto- HydroDynamiques fortement glissants ou à la répartition du lubrifiant en sortie de contact. Une approche numérique originale, basée sur un retour aux équations de la mécanique des fluides générale et prenant en compte le couplage fluide/solide et les effets thermiques sont proposés ici dans le but d’apporter des éléments physiques supplémentaires aux modélisations usuelles. Dans un premier temps, l’influence des effets thermiques sur l’évolution du frottement dans les contacts Thermo-EHD est mise en évidence. La présence d’un minimum de frottement pour le cas du glissement pur est expliquée par l’analyse des transferts thermiques entre le lubrifiant et les solides. L’origine des modifications locales d’épaisseur de film observées et l’existence même d’une épaisseur de film lubrifiant pour les cas de vitesse d’entraînement nulle sont alors reliées à la présence d’un fort gradient de viscosité dans l’épaisseur de film. Une comparaison qualitative avec des éléments expérimentaux de la littérature est réalisée, validant les tendances obtenues. Dans un second temps, l’écoulement à surface libre du lubrifiant en périphérie du contact est étudié expérimentalement puis numériquement par une méthode à interface diffuse. Le rôle des effets capillaires est analysé et les résultats numériques confrontés à des résultats issus de la littérature. Un bon accord est obtenu tant qualitativement que quantitativement. Validé par l’étude numérique diphasique (air/lubrifiant) réalisée, un modèle analytique simplifié est alors développé, prédisant une loi de répartition du lubrifiant en sortie de contact. La zone de sortie des contacts EHD est ensuite traitée par un modèle de cavitation vaporeuse et la prise en compte nécessaire de l’air environnant est discutée. Enfin, une première modélisation tridimensionnelle de l’écoulement à surface libre du lubrifiant autour d’un contact ponctuel est réalisée mettant en avant l’influence des effets capillaires et la faisabilité d’une telle approche
Classically, many assumptions are used to model the fluid behaviour in a lubricated contact : continuous film, constant viscosity across the film thickness, film thickness is very thin compared to other contact dimensions, Newtonian lubricant... However, some of them are not well-founded for the study of Elasto-HydroDynamic contacts with high sliding or to estimate the liquid distribution at the exit of the contact. An original numerical approach, based on the general fluid mechanics equations and taking into account the fluid/solid coupling and thermal effects, is developed here in order to give more physical insights to the usual modelling. First of all, the thermal effects are shown on the friction coefficient evolution for Thermo- EHD contacts. A minimum value is found concerning the friction value for the pure sliding case. It is explained by analyzing the heat transfer between the solids and the lubricant. The origin of the resulting local modifications of the film thickness and the existence of a film thickness for zero entrainment velocity cases are related to the presence of a high viscosity gradient through the film. A qualitative comparison is performed with experimental data from literature, validating the results. Second, the free surface flow of the lubricant around the contact is experimentally and numerically studied with a diffuse interface method. The capillary effects on the air/lubricant meniscus position are analyzed and quantitatively compared with experimental data from literature. Good agreements are found. An analytical approach is then developed, based on the numerical study of the two-phase flow. An analytical law predicting the liquid distribution is obtained. The exit area of EHD contacts is then investigated with a vaporous cavitation model highlighting the necessity of taking into account the effects of surrounding air and surface wettabillity. Finally, a first approach of the tri-dimensional two-phase flow is performed, showing the capillary effects on the interface location

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Bruyère, Vincent. "Une modélisation multi-physique et multi-phasique du contact lubrifié." Phd thesis, INSA de Lyon, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00782322.

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Abstract:

De nombreuses hypothèses sont classiquement utilisées pour décrire le comportement du fluide dans un contact lubrifié : film continu, viscosité constante dans l'épaisseur, film mince, fluide newtonien... Or, certaines s'avèrent erronées dès lors que l'on s'intéresse aux contacts Elasto- HydroDynamiques fortement glissants ou à la répartition du lubrifiant en sortie de contact. Une approche numérique originale, basée sur un retour aux équations de la mécanique des fluides générale et prenant en compte le couplage fluide/solide et les effets thermiques sont proposés ici dans le but d'apporter des éléments physiques supplémentaires aux modélisations usuelles. Dans un premier temps, l'influence des effets thermiques sur l'évolution du frottement dans les contacts Thermo-EHD est mise en évidence. La présence d'un minimum de frottement pour le cas du glissement pur est expliquée par l'analyse des transferts thermiques entre le lubrifiant et les solides. L'origine des modifications locales d'épaisseur de film observées et l'existence même d'une épaisseur de film lubrifiant pour les cas de vitesse d'entraînement nulle sont alors reliées à la présence d'un fort gradient de viscosité dans l'épaisseur de film. Une comparaison qualitative avec des éléments expérimentaux de la littérature est réalisée, validant les tendances obtenues. Dans un second temps, l'écoulement à surface libre du lubrifiant en périphérie du contact est étudié expérimentalement puis numériquement par une méthode à interface diffuse. Le rôle des effets capillaires est analysé et les résultats numériques confrontés à des résultats issus de la littérature. Un bon accord est obtenu tant qualitativement que quantitativement. Validé par l'étude numérique diphasique (air/lubrifiant) réalisée, un modèle analytique simplifié est alors développé, prédisant une loi de répartition du lubrifiant en sortie de contact. La zone de sortie des contacts EHD est ensuite traitée par un modèle de cavitation vaporeuse et la prise en compte nécessaire de l'air environnant est discutée. Enfin, une première modélisation tridimensionnelle de l'écoulement à surface libre du lubrifiant autour d'un contact ponctuel est réalisée mettant en avant l'influence des effets capillaires et la faisabilité d'une telle approche.

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Verbavatz, Vincent. "Modélisation des systèmes urbains." Thesis, université Paris-Saclay, 2022. http://www.theses.fr/2022UPASP066.

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Abstract:

Les villes étonnent, surprennent et intéressent une communauté scientifique large et ancienne d'économistes, de sociologues, de géographes et d'historiens dans laquelle les physiciens et les mathématiciens trouvent aussi leur place. Les villes étonnent d'abord parce qu'elles existent, ce qui n'a rien d'évident et traduit le fait, essentiel, d'un intérêt des individus à se regrouper. Les villes surprennent ensuite parce qu'elles se ressemblent à travers le monde malgré la multiplicité des individualités qui les sous-tendent. Les villes intéressent enfin parce qu'elles se développent au point d'être devenues majoritaires sur Terre et que leur bonne compréhension est devenue un enjeu global.La curiosité du phénomène urbain et les similitudes empiriques entre les villes du monde invitent à y rechercher des causes communes : c'est là le fondement d'une science des villes dont notre thèse procède. Ce travail, quantitatif, est unique dans sa méthode, issue de la physique statistique, mais triple dans son objet. Il s'intéresse en effet à la démographie urbaine, variable-mère des systèmes urbains, dont il étudie autant la répartition statique que l'évolution dynamique, proposant une nouvelle loi de la croissance urbaine ; aux dynamiques sociales dans les villes, caractéristiques des interactions économiques entre les individus et des dynamiques de ségrégation ou de gentrification que nous cherchons à quantifier ; aux transports urbains enfin, matrices d'existence des villes, dont la dualité entre transports particuliers et transports en commun a des conséquences environnementales et économiques non triviales dont nous proposons de dégager la bonne compréhension
Cities surprise and interest a large and long-standing scientific community of economists, sociologists, geographers and historians, in which physicists and mathematicians also have their word. Cities are surprising because they exist, which is anything but obvious and reflects the essential fact that individuals are prone to group together. Cities are interesting because they are developing to the point where they have become the primary context of human life on Earth, and understanding them properly has become a global issue. Finally, it is critical to note that cities are similar across civilizations despite the multiplicity of individualities that underlie them.The urban phenomenon and the empirical similarities between the cities of the world invite us to look for common causes: this is the grounding reason for a science of cities in which we place ourselves. Our quantitative work is unique in its methodology, which stems from statistical physics, but threefold in its objectives.We focus on urban demography, the main variable of urban systems, of which we study both the static distribution and the dynamic evolution, proposing a new law of urban growth.We also study the social dynamics of cities, which characterize the economic interactions between individuals and the dynamics of segregation and gentrification. Finally, we aim at describing urban transportation, the networks on which cities rely, and quantify the non-trivial environmental and economic consequences of the interplay between private and public transport

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Olguín, Díaz Ernesto. "Modélisation et commande d'un système véhicule/manipulateur sous-marin." Grenoble INPG, 1999. http://www.theses.fr/1999INPG0012.

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Abstract:

Ce travail de these, en co-tutelle avec l'institut francais de recherche pour l'exploitation de la mer (ifremer) est consacre a un double but. Le premier est l'obtention d'un modele analytique du systeme vehicule/-manipulateur sous-marin (uvms, de l'anglais underwater vehicle/manipulator system), qui nous permettra plus tard de definir le second but : celui de la conception de la commande. La modelisation d'un uvms est realise en considerant les modeles lagrangiens du vehicule et du manipulateur a base libre plus les efforts hydrodynamiques et hydrostatiques qui s'exercent sur les differents corps du systeme. La modelisation des efforts hydrodynamiques est fait en decomposant les systemes en des differents corps rigides. Pour le cas du manipulateur, ceux-ci sont approches a des corps ellipsoides ou des corps cylindriques selon le type d'effort modelise : inertielle ou dissipative. Le modele est complete lorsqu'on ajoute les modeles des propulseurs du vehicule est des actionneurs du bras manipulateur. La commande de cette systeme est concue a partir de deux regulateurs lineaires pd. Les bandes passantes induites etant suffisamment differentes pour le vehicule et le manipulateur, cette boucle decouple partiellement le uvms, montre par une analyse sur la theorie des perturbations singulieres. Une commande non lineaire independante de la connaissance des parametres du systeme est concue a partir de une loi optimale. Cette deuxieme boucle, malgre la perte de optimalite, reste robuste et les performances du systeme en boucle fermee rivalisent avec les performances d'une commande linearisante.

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Vernay, Benoît. "Modélisation et simulation haut-niveau de micro-systèmes électromécaniques pour le prototypage virtuel multi-physique en SystemC-AMS." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066171/document.

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Abstract:

L'évolution des systèmes embarqués se traduit aujourd'hui par des ensembles complexes, dits systèmes cyber-physiques, opérant principalement en réseau et interagissant fortement avec leur environnement.Intégrés à des circuits de contrôle et de traitement du signal, les micro-systèmes électromécaniques, ou MEMS, jouent un rôle primordial dans ces ensembles en tant que capteurs ou actionneurs.La conception de tels systèmes requiert des solutions globales et pluri-disciplinaires telles que le prototypage virtuel.Basée sur des modèles haut-niveau, cette technique permet d'anticiper le comportement du système dès les premières phases de conception et de le raffiner lors de phases plus avancées.Ces méthodes ont progressivement été appliquées à la conception de circuits intégrés, notamment avec l'utilisation de langages de description matérielle, tels que VHDL ou Verilog.En adoptant un niveau d'abstraction supérieur, SystemC a largement contribué au développement concourant des parties matérielles et logicielles.Parallèlement, les extensions proposées dans SystemC-AMS répondent au nombre croissant de composants analogiques dans les circuits intégrés et constituent une base prometteuse pour le prototypage virtuel de systèmes hétérogènes.Pour cette raison, cette thèse traite de la modélisation et de la simulation haut-niveau de dispositifs MEMS en SystemC-AMS.Dans un premier temps, nous évaluons les capacités actuelles du standard et des modèles de calcul proposés dans SystemC-AMS.Nous démontrons les limites et la difficulté d'élaborer des modèles équivalents de dispositifs MEMS dont la géométrie et les couplages internes nécessitent des descriptions plus détaillées.Nous proposons donc, dans un deuxième temps, d'intégrer directement dans SystemC-AMS des modèles réduits de dispositifs MEMS.La réduction d'ordre de modèle est une méthode mathématique permettant de créer des représentations compactes de systèmes initialement très larges en termes de degrés de liberté.Ainsi, nous utilisons les modèles générés depuis l'outil d'analyse en éléments finis \emph{MEMS+} et proposons une interface de programmation pour les insérer dans des modèles SystemC-AMS.Après avoir détaillé les principales fonctionnalités de l'interface, nous discutons les améliorations possibles du standard et de la solution présentée.Enfin, nous vérifions notre solution avec l'étude d'un accéléromètre et comparons les résultats avec l'état de l'art en termes de précision des modèles et de performances de simulation.Cette thèse propose ainsi une méthodologie complète pour intégrer des dispositifs MEMS dans un environnement de simulation haut-niveau
Embedded systems have evolved to more complex assemblies, called Cyber-Physical Systems (CPS), mostly operating through networks and tightly interacting with the environment.As actuators or sensors, micro-electromechanical systems (MEMS) are essential elements in these systems where they are integrated along with control and signal processing units.Designing such solutions requires a multi-domain approach like virtual prototyping.Based on system-level models, this technique allows to anticipate the global behavior in early-design phases and to further refine it in more advanced steps.Integrated circuits were progressively designed with respect to this method, especially through Hardware Description Languages (HDLs) like VHDL or Verilog.By adopting a higher-abstraction degree, SystemC enabled the co-development of hardware/software specific applications.In parallel, the Analog and Mixed-Signal (AMS) extensions proposed in SystemC-AMS partly addressed the increasing amount of analog components and are considered as a promising alternative for the virtual prototyping of heterogeneous systems.To that end, this thesis addresses the system-level modeling and simulation of MEMS devices in SystemC-AMS.First, we evaluate the current capabilities of the standard and supported models of computation in SystemC-AMS.We demonstrate the limitations and the the difficulty to elaborate equivalent models of MEMS devices whose geometry and internal coupling require more detailed descriptions.Second, we propose to directly integrate MEMS reduced models in SystemC-AMS.Model-order reduction is a mathematical technique to decrease the number of degrees of freedom and generate compact models from large-scale systems.We thus integrate the reduced models exported from the finite-element analysis tool \emph{MEMS+} and propose an Application Programmable Interface (API) to insert these \textit{ad hoc} models in SystemC-AMS.After reviewing the main API features, we discuss some improvements of both the standard and the presented solution.Finally, we verify our solution through the use case of an accelerometer and compare the results with the state of the art in terms of modeling accuracy and simulation performance.This thesis introduces a framework to integrate MEMS devices with the surrounding electronics in a unified system-level simulation environment

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Ben, messaoud Yethreb. "Modélisation analytique du couplage multi-physique magnétique-thermique dans la phase de préconception d'un système mécatronique." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLC079/document.

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Abstract:

Durant la phase de conception, les différentes équipes d’ingénierie procèdent à de multiples simulations par éléments finis traitant les comportements physiques variés afin d’assurer la vérification et la validation.Cependant, les résultats insatisfaisants engendrent des changements tardifs et par conséquent de longues itérations et des coûts croissants.Pour répondre à cette problématique, il est essentiel de prendre en considération les contraintes géométriques et multi-physiques dès la phase de préconception.En effet, un processus appelé SAMOS est développé visant à sélectionner l’architecture multi-physique 3D la plus adéquate tout en garantissant une collaboration efficace entre les équipes d’ingénieurs. D’ailleurs, il est basé sur deux extensions en SysML permettant l’enrichissement de l’architecture par des informations géométriques et multi-physiques.D’autre part, cette thèse se focalise sur l’étude des contraintes magnétiques et du couplage magnétique-thermique.Comme cette phase ne supporte pas les simulations par éléments finis, les modèles analytiques basés sur des géométries simplifiées sont suffisants pour fournir des résultats approximatifs satisfaisants.Dans ce contexte, différents modèles analytiques sont étudiés et validés à travers des simulations par éléments finis et des mesures pour plusieurs cas tels que les aimants permanents en Néodyme. En fait, l’augmentation de température ne fait pas seulement diminuer la densité du flux magnétique rémanente mais il est capable de causer des pertes irréversibles. En effet, lorsqu’on revient à la température initiale, les caractéristiques de l’aimant sont modifiées. Les différents facteurs affectant le processus de démagnétisation sont examinés.De plus, l’impact de la température sur les performances d’un moteur sans balais est étudié étant donné que ce dispositif représente un système mécatronique complexe
During the design phase, the different engineering teams make multiple FE simulations dealing with various physical behaviours in order to ensure both verification and validation.However, the unsatisfactory results lead to late changes and hence to long iterations and increasing costs.In order to tackle this problem, it is essential to take into account the geometrical and multi-physical constraints in the complex system architecture since the conceptual design phase.In fact, a process called SAMOS is developed aiming at selecting the most adequate 3D multi-physical architecture while ensuring an efficient collaboration between the engineering teams. Moreover, this framework is based on two SysML extensions which allow the enrichment of the architecture with geometrical and multi-physical data.Furthermore, this thesis focuses on magnetic constraints and magnetic-thermal coupling.Since this phase does not support long FE simulations, the analytical models based on simplified geometries are sufficient to provide satisfactory approximate results.In this context, different analytical models are studied and validated through FE simulations and measures for several cases such as NdFeB permanent magnets. Indeed, the temperature rise does not only decrease the remanent flux density but is able also to cause irreversible losses. In fact, once we go back to the initial temperature, the characteristics of the magnet are modified. The different factors impacting the demagnetization process are discussed.Besides, the temperature impact on brushless motors’ performances is studied since this device represents a complex mechatronic system

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Vernay, Benoît. "Modélisation et simulation haut-niveau de micro-systèmes électromécaniques pour le prototypage virtuel multi-physique en SystemC-AMS." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2016. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2016PA066171.pdf.

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L'évolution des systèmes embarqués se traduit aujourd'hui par des ensembles complexes, dits systèmes cyber-physiques, opérant principalement en réseau et interagissant fortement avec leur environnement.Intégrés à des circuits de contrôle et de traitement du signal, les micro-systèmes électromécaniques, ou MEMS, jouent un rôle primordial dans ces ensembles en tant que capteurs ou actionneurs.La conception de tels systèmes requiert des solutions globales et pluri-disciplinaires telles que le prototypage virtuel.Basée sur des modèles haut-niveau, cette technique permet d'anticiper le comportement du système dès les premières phases de conception et de le raffiner lors de phases plus avancées.Ces méthodes ont progressivement été appliquées à la conception de circuits intégrés, notamment avec l'utilisation de langages de description matérielle, tels que VHDL ou Verilog.En adoptant un niveau d'abstraction supérieur, SystemC a largement contribué au développement concourant des parties matérielles et logicielles.Parallèlement, les extensions proposées dans SystemC-AMS répondent au nombre croissant de composants analogiques dans les circuits intégrés et constituent une base prometteuse pour le prototypage virtuel de systèmes hétérogènes.Pour cette raison, cette thèse traite de la modélisation et de la simulation haut-niveau de dispositifs MEMS en SystemC-AMS.Dans un premier temps, nous évaluons les capacités actuelles du standard et des modèles de calcul proposés dans SystemC-AMS.Nous démontrons les limites et la difficulté d'élaborer des modèles équivalents de dispositifs MEMS dont la géométrie et les couplages internes nécessitent des descriptions plus détaillées.Nous proposons donc, dans un deuxième temps, d'intégrer directement dans SystemC-AMS des modèles réduits de dispositifs MEMS.La réduction d'ordre de modèle est une méthode mathématique permettant de créer des représentations compactes de systèmes initialement très larges en termes de degrés de liberté.Ainsi, nous utilisons les modèles générés depuis l'outil d'analyse en éléments finis \emph{MEMS+} et proposons une interface de programmation pour les insérer dans des modèles SystemC-AMS.Après avoir détaillé les principales fonctionnalités de l'interface, nous discutons les améliorations possibles du standard et de la solution présentée.Enfin, nous vérifions notre solution avec l'étude d'un accéléromètre et comparons les résultats avec l'état de l'art en termes de précision des modèles et de performances de simulation.Cette thèse propose ainsi une méthodologie complète pour intégrer des dispositifs MEMS dans un environnement de simulation haut-niveau
Embedded systems have evolved to more complex assemblies, called Cyber-Physical Systems (CPS), mostly operating through networks and tightly interacting with the environment.As actuators or sensors, micro-electromechanical systems (MEMS) are essential elements in these systems where they are integrated along with control and signal processing units.Designing such solutions requires a multi-domain approach like virtual prototyping.Based on system-level models, this technique allows to anticipate the global behavior in early-design phases and to further refine it in more advanced steps.Integrated circuits were progressively designed with respect to this method, especially through Hardware Description Languages (HDLs) like VHDL or Verilog.By adopting a higher-abstraction degree, SystemC enabled the co-development of hardware/software specific applications.In parallel, the Analog and Mixed-Signal (AMS) extensions proposed in SystemC-AMS partly addressed the increasing amount of analog components and are considered as a promising alternative for the virtual prototyping of heterogeneous systems.To that end, this thesis addresses the system-level modeling and simulation of MEMS devices in SystemC-AMS.First, we evaluate the current capabilities of the standard and supported models of computation in SystemC-AMS.We demonstrate the limitations and the the difficulty to elaborate equivalent models of MEMS devices whose geometry and internal coupling require more detailed descriptions.Second, we propose to directly integrate MEMS reduced models in SystemC-AMS.Model-order reduction is a mathematical technique to decrease the number of degrees of freedom and generate compact models from large-scale systems.We thus integrate the reduced models exported from the finite-element analysis tool \emph{MEMS+} and propose an Application Programmable Interface (API) to insert these \textit{ad hoc} models in SystemC-AMS.After reviewing the main API features, we discuss some improvements of both the standard and the presented solution.Finally, we verify our solution through the use case of an accelerometer and compare the results with the state of the art in terms of modeling accuracy and simulation performance.This thesis introduces a framework to integrate MEMS devices with the surrounding electronics in a unified system-level simulation environment

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Lebrun, Tristan. "Modélisation multi-physique passive, identification, simulation, correction et asservissement de haut-parleur sur des comportements cibles." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS686.

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Abstract:

Cette thèse porte sur la modélisation du haut-parleur électrodynamique, son émulation et son contrôle. Pour la modélisation, on adopte une approche par composants s’appuyant sur les systèmes hamiltoniens à ports. Plusieurs phénomènes, linéaires ou non, sont ainsi traités puis agrégés dans un cadre multi-physique. Une attention particulière est portée à l’impact des effets thermiques sur les composants électrique et mécanique, pour lesquels on introduit des modèles conservatifs irréversibles originaux. Les simulations montrent que des comportements complexes connus sont régénérés. Un premier contrôle en boucle ouverte est élaboré pour supprimer les distorsions, par platitude différentielle. Afin de fournir au correcteur les paramètres des non-linéarités du modèle, une méthode d’estimation ad hoc est proposée. Celle-ci combine une séparation de la mesure en sous-signaux (organisés par ordre homogène de non-linéarité) et l’optimisation d’une fonction de coût (renforçant le contraste entre les ordres). Après validation numérique, les méthodes d’estimation et de contrôle sont appliquées sur un banc de test. Les paramètres physiques estimés sont cohérents mais les signaux temporels re-simulés indiquent la nécessité d’améliorer le modèle en très basse fréquence et de recourir à des ordres homogènes élevés.Le correcteur temps réel conduit à une réduction mesurable des distorsions sur la pression acoustique. En complément, un autre contrôle en boucle ouverte est développé pour compenser l’effet Doppler dû au mouvement de la membrane. Enfin, des méthodes sur le contrôle en boucle fermée sont proposées. L’une cible l’absorption acoustique en combinant « loi de contrôle en temps fini » (pour l’efficacité) et « passivité » (pour la robustesse). L’autre, plus générale, élabore un procédé de connexion « mi-physique, mi-numérique » entre un système physique et un contrôleur numérique qui rend la passivité insensible au retard introduit par le calculateur temps réel
This thesis concerns electrodynamic loudspeaker modeling, simulation and control. Regarding modeling, we adopt a component-based approach that relies on port-Hamiltonian systems. Several linear and nonlinear phenomena are thus modeled and then aggregated in a multi-physical framework. Particular attention is paid to the impact of thermal effects on electrical and mechanical components, for which we introduce new irreversible conservative models. The simulations regenerate known complex behaviors. A first open-loop control is developed to eliminate distortions by differential flatness. In order to provide the controller with the model's nonlinearity parameters, an ad hoc estimation method is proposed. This combines a separation of the measurement into sub-signals (organized in a homogeneous order of non-linearity) and the optimization of a cost function (improving the contrast between orders). After numerical validation, estimation and control methods are applied on a test bench. The estimated physical parameters are consistent but the re-simulated time signals indicate the need of improvement of the model at very low frequency and to use higher homogeneous orders. The real-time corrector leads to a measurable reduction of the distortions on the sound pressure. In addition, another open-loop control is developed to compensate for the Doppler effect due to the movement of the membrane. Finally, methods on closed-loop control are proposed. One targets acoustic absorption by combining "control law in finite time" (for efficiency) and "passivity" (for robustness). The other, more general, develops an "half-physical, half-digital" method of connection between a physical system and a digital controller that makes the passivity insensitive to the delay introduced by the digital signal processor

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Haj, kacem Mohamed Amine. "Contribution au développement d'une méthodologie de diagnostic des systèmes Cyber-Physique." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAT119.

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Abstract:

Les systèmes industriels recouvrent de nombreuses formes. Aujourd'hui, ils sont le plus souvent organisés en réseaux. Les nouvelles technologies de l'information et de la communication apportent un ensemble de moyens supplémentaires pour réaliser des applications ayant un intérêt majeur pour renforcer l'exploitation sûre de ces systèmes et la sécurité des personnes.Parmi ces systèmes industriels, on peut citer les systèmes cyber-physiques (CPS) caractérisés par un grand nombre de variables, des non linéarités et des incertitudes. Leur décomposition en sous-systèmes, permet de les rendre plus facilement gérables et organisés de façon hiérarchique, est fondamentale. Chacun des sous-systèmes est constitué de différents composants remplaçables interconnectés qui réalisent différentes fonctions.Dans cette optique, nous proposons une approche de diagnostic basée sur quatre types de connaissances : fonctionnelle, structurelle, topologique et comportementale.Cette approche qui inclut la détection et la localisation, exploite la représentation des différentes connaissances pour détecter et isoler la source de défaillance. Afin de lever toute ambigüité de localisation, l’adjonction d’un automate temporisé permet, grâce à une analyse temporelle, d’identifier efficacement le ou les composants défectueux. L’approche multimodèle proposée est agencée autour de trois algorithmes.La modélisation et d’analyse des défaillances est illustrée sur un système cyber-physique : le robot de téléprésence "RobAIR". Les différents modèles de connaissances ont été établis avec une démarche d’analyse ainsi que la construction du diagnostiqueur basée sur des signatures préalablement définies.L‘implémentation des algorithmes de détection, d’isolation sous Simulink/ Stateflow de Matlab a permis de construire le diagnostiqueur selon la méthodologie proposée et valider ainsi notre approche par simulation du fonctionnement avec injection de façon aléatoire de différentes défaillances.La méthode d’analyse proposée a été appliquée aux tests de démarrage du robot RobAIR avec une attention particulière sur la partie déplacement. Le test de l’ensemble des fonctionnalités du robot est réalisé par la programmation de la carte Arduino. Pour cette application, les algorithmes de détection et d’isolation ont été complétés par la détection d’obstacle et l’identification du mode défaillance
Industrial systems cover many forms. Today, they are most often organized in networks. The new information and communication technologies provide a set of additional means to realize applications of major interest to strengthen the safe operation of these systems and the safety of people.Among these industrial systems, we can cite cyber-physical systems (CPS) characterized by a large number of variables, nonlinearities and uncertainties. Their decomposition into subsystems, making them more manageable and hierarchically organized, is fundamental. Each of the subsystems consists of different interconnected replaceable components that perform different functions.With this in mind, we propose a diagnostic approach based on four types of knowledge: functional, structural, topological and behavioral.This approach, which includes detection and localization, exploits the representation of different knowledge to detect and isolate the source of failure. In order to eliminate any ambiguity of location, the addition of a timed automat allows, thanks to a temporal analysis, to efficiently identify the defective component(s). The proposed multimodel approach is organized around three algorithms.Modeling and failure analysis is illustrated on a cyber-physical system: the "RobAIR" telepresence robot. The different knowledge models were established with an analysis approach as well as the construction of the diagnostician based on previously defined signaturesThe implementation of Matlab's Simulink / Stateflow isolation and detection algorithms made it possible to build the diagnoser according to the proposed methodology and thus validate our approach by simulating the operation with random injection of various failures.The proposed analysis method was applied to the RobaIR robot's start-up tests with particular attention to the displacement part. The testing of all the robot's functionalities is done by programming the Arduino board. For this application, the detection and isolation algorithms have been supplemented by obstacle detection and failure mode identification

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Caillard, Pierre. "Conception par optimisation d'une chaine de traction électrique et de son contrôle par modélisation multi-physique." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2015. http://www.theses.fr/2015ECLI0025/document.

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Abstract:

Les travaux de cette thèse portent sur la méthodologie de conception par optimisation d’une chaine de traction de véhicule électrique en phase amont du développement. Dan une première partie, nous avons abordé le contexte environnemental du transport afin d poser la problématique de la conception systémique d’une chaine de traction électrique composée d’une transmission, une machine électrique asynchrone, un onduleur et un batterie. Le cas test est celui du Renault Twizy. La seconde partie explore les possibilité de modélisation puis détaille les modèles analytiques qui ont été choisis pour chaque composant. L’assemblage de ces modèles permet une estimation de l’autonomie d véhicule, au travers du calcul des pertes des composants, et du cout de la chaine d traction. La troisième partie est consacrée aux méthodes et stratégies d’optimisation afin d pouvoir exploiter le modèle système en incluant le cycle de roulage, le contrôle de l machine électrique et les différentes physiques des composants, tout en conservant de temps de calcul raisonnable. Enfin, la dernière partie présente des résultats d’optimisation en comparant différents jeux de variables et objectifs, soulignant l’importance d’un conception systémique. Des essais sur banc permettent de valider les hypothèses qui on été posées
The works of this thesis concern the optimal design methodology of an electric vehicl powertrain, in early development phase. The first part of this report introduces th environmental context of transportation in order to assess the problem of system design o an electric powertrain which includes a transmission, an induction machine, an inverter an a battery. The selected study case is a Renault Twizy. The second part deals with modelin choices and details the analytic models of the components. Then these models are pu together to get an estimate of the vehicle range, by calculating the components’ losses an the powertrain cost. The third part is devoted to methods and optimization strategies wit the objective to use the systemic model with driving cycles, electric machine control and th physics of each component, without increasing too much computing times. The final par presents results from optimal designs, by comparing several variables or objectives sets Results show how significant the systemic design is. Experiments on a test bench allow validating the hypothesis that have been made

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Klein, Sarah. "Application des outils de la physique statistique au transport intracellulaire." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS090/document.

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Abstract:

La plupart des processus dans notre vie quotidienne sont des processus hors équilibre. Un exemple de système hors équilibre est la cellule biologique et le transport qui a lieu dedans. Dans cette thèse ce transport intracellulaire est modélisé par des processus stochastiques. Pour cela deux approches différentes ont été utilisées : d’une part une modélisation explicite de particules actives avec des degrés de liberté internes obtenus expérimentalement, d’autre part une description phénoménologique des effets collectifs, qui est réalisée au moyen de processus d’exclusion.Un des résultats principaux pour le modèle explicite est qu’il est crucial de prendre en compte les fluctuations des forces pour reproduire les caractéristiques principales du mou- vement. Un autre élément important est la prise en considération de l’environnement cellu- laire, qui peut produire des effets non-triviaux, comme par exemple une inversion du sens de déplacement moyen. Pour étudier les effets collectifs il est possible de représenter le mou- vement des particules d’une manière simplifiée, en utilisant un processus d’exclusion avec des particules ayant des états internes. Le désordre sur les taux de saut qui en résulte peut provoquer une condensation dépendant de la densité.Un autre modèle étudié est un processus d’exclusion sur un réseau à deux voies. On suppose que deux types de particules se déplacent dans une géométrie tubulaire, inspirée par les champignons filamenteux. Ces hypothèses définissent un modèle minimal qui présente une transition de phase d’une phase de basse densité vers une phase pulsante caractérisée par des oscillations de densité
Most processes in our daily life are far from equilibrium. The prime example is a cell and the transport occurring within. In this thesis intracellular transport is modeled by means of stochastic processes. For this, two different approaches are applied: the explicit mod- eling of active particles with internal degrees of freedom with characteristics as they were determined experimentally. And secondly, the collective effects occurring in many particle systems are studied in a phenomenological way by means of exclusion processes.In the explicit model one important result is given by the fact that force fluctuations are essential to capture the relevant motion characteristics. Further, the influence of the cellular environment creates counter-intuitive effects, like a possible inversion of the bias. The motion characteristics can be represented in a coarse-grained manner as an exclusion process for particles with internal states. Due to the resulting disorder in the hopping rates a density-dependent condensation occurs.In a second part, a two-lane exclusion model is studied. Two species in a tubular geometry inspired by filamentous fungi are considered.This can be seen as a minimal model exhibiting a phase transition from a low density phase to an intriguing phase with periodically changing particle densities

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Neuvéglise, Sixtine. "Modélisation numérique et physique de la chaîne de récupération de l'énergie de la houle par un dispositif bord à quai." Thesis, Normandie, 2018. http://www.theses.fr/2018NORMLH34/document.

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Abstract:

Ce mémoire présente l’étude du comportement d’un flotteur bord à quai. Ce flotteur est constituéd’une bouée de section rectangulaire située à proximité d’une digue verticale. Un modèle analytique linéaire basé sur la théorie de l’écoulement potentiel est réalisé en profondeur d’eau intermédiaire. Un modèle numérique résolvant les équations de Navier-Stockes est développé. Des essais expérimentaux sont également mis au point pour des flotteurs de différentes dimensions et servent de références aux deux autres modèles. La comparaison de ces trois modèles permet de déduire le domaine de validité du modèle analytique, ainsi que la présence d’effets non-linéaires agissant sur le comportement du flotteur.Dans un premier temps, l’impact des dimensions du système sur le comportement du flotteur est quantifié. Les effets non-linéaires sont quantifiés en fonction des grandeurs du système puis une correction du modèle analytique est proposée. Par la suite, la correction du modèle est appliquée au comportement du système incluant un récupérateur d’énergie.Dans un second temps, l’effet du flotteur sur les franchissements de digue est étudié. Les franchissements de digue sont exprimés grâce à la hauteur de houle entre la digue et le flotteur (exprimée par le modèle analytique) et à la formule de Van Der Meer (2002). Ces franchissements sont également estimés de manière expérimentale. Il est montré que lorsque la longueur d’onde de la houle est importante et que le dégagement entre la digue et le flotteur est faible, les franchissements de digue sont réduits par la présence du flotteur
The study of a quayside wave energy converter is proposed. A simplified model composed ofa rectangular buoy oscillating in heave motion and installed close to a vertical dike is developedusing three different models. An analytical model based on potential flow theory is developed inintermediate water depth. A numerical model resolving the Navier-Stokes equation is developed.Experimental tests are performed for different floater dimensions and are used as references for the two other models. The comparison between the three models presents the validity domain of the analytical model. The existence of non-linear effects acting on the floater behaviour is shown.At first, the impact of the system dimensions on the floater behaviour are highlighted and quantified. According to these results a correction of the analytical model is proposed. Moreover, the corrected analytical model is applied to the wave energy converter behaviour. Secondly, the overtoppings are expressed using the wave height between the dike and the floater (provided by analytical model) and the Van Der Meer formula (2002). These overtoppings are also estimated using experimental tests. The comparison of these two models shows the presence of strong load losses when the floater is close to the dike. In those cases the analytical model needs a correction taking into account these load losses. It is also shown that when at the same time the wave length is high and the toe clearance between the dike and the floater is small, the dike overtopping are reduced by the presence of the floater

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Wang, Ruomin. "Modélisation à haut niveau d'abstraction de l'intégrité du signal dans les bus de communication." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066196/document.

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Abstract:

En raison de l'évolution technologique, l'analyse de l'intégrité du signal est devenue de plus en plus critique dans la conception des systèmes électroniques. Plusieurs méthodes d'analyse ont été proposées et sont utilisées. Cependant, l'hétérogénéité croissante des systèmes et la réduction du temps de mise sur le marché des applications font que les concepteurs ont besoin de nouvelles méthodes travaillant à haut niveau d'abstraction, afin qu'elles puissent être intégrées facilement à un modèle au niveau système de l'application, et ainsi analyser l'intégrité du signal au plus tôt dans le cycle de conception. Dans cette thèse, nous proposons une méthode basée sur deux types de blocs complémentaires, nommés blocs fonctionnels et blocs non-fonctionnels, décrits à l'aide d'un même langage (C/C++ et SystemC/SystemC-AMS), et donc aisément simulables dans un unique environnement. Les blocs fonctionnels servent à modéliser les comportements idéaux du système. Les comportements non-idéaux, engendrés par les problèmes d'intégrité du signal, sont modélisés dans les blocs non-fonctionnels à l'aide de réseaux de neurones. Pour valider notre méthodologie, deux applications autour des bus I2C et USB 3.0 ont été modélisées. Les résultats de simulations démontrent la faisabilité de notre méthodologie. En la comparant à des modèles de référence, notre méthode permet de réduire de façon remarquable le temps de simulation (99% par rapport à un modèle SPICE) et l'écart moyen est d'environ 3%. Notre méthode offre enfin certaines possibilités de flexibilité et de modularité. Dans le futur, cette méthode originale pourra être intégrée au flot de conception de systèmes cyber-physiques
As a result of continuing growth of electronic technology, signal integrity analysis has now become a more and more critical challenge in the electronic systems design process. To address this issue, designers have introduced several approaches. However, due to the higher heterogeneity of modern applications, along with time-to-market constraints, a new modeling methodology is required to provide the system?s signal integrity performance at a high-level of abstraction. Moreover, it should be easily interoperable with the system?s functional model. The aim of this work is to propose a new modeling methodology for signal integrity analysis that can meet these requirements. Our method is based on the combination of two kinds of blocks, named functional blocks and non-functional blocks. They are built in C/C++ or SystemC/SystemC-AMS, in order to be easily simulated in a single environment. The functional block is used to model the ideal behavior of the system. The non-functional block is used to represent the highly nonlinear and non-ideal behaviors, caused by signal integrity issues. In the non-functional block, neural networks are used to model these non-ideal behaviors. To validate our method, we developed two applications based on I2C and USB 3.0 applications. Our method greatly increases simulation speed (99% faster than a SPICE model), while achieving a relative absolute error around 3%. Finally, our method is a flexible and modular approach since models can easily be parameterized and interoperable. In the future, this original method for high-level modeling of signal integrity could be integrated in the forthcoming design flows of cyber-physical systems

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Sène, Abdou. "Modélisation asymptotique de plaques : contrôlabilité exacte frontière, piézoélectricité." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 1999. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00004849.

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Abstract:

Le mémoire est consacré à divers aspects de la modélisation de plaques : contrôlabilité frontière de structures bidimensionnelles et construction de modèles de plaques piézoélectriques, en relation avec des situations technologiques d'actualité, puis étude de singularités. Dans le premier chapitre on obtient un résultat de contrôlabilité exacte frontière pour une plaque élastique bidimensionnelle. On résout d'abord le problème de contrôlabilité exacte pour une plaque tridimensionnelle d'épaisseur h en controlant uniquement l'intérieur et la frontière latérale de la plaque ; le choix effectué des contrôles tridimensionnels permet de faire disparaitre les contrôles intérieurs lorsque h tend vers 0. On étudie, dans les chapitres 2, 3 et 4, le comportement d'une plaque piézoélectrique lorsque son épaisseur tend vers 0, notamment, dans le cas complet ou la contribution magnétique dans les équations de Maxwell n'est pas négligeable. Ainsi, d'une part, on justifie les modèles qui supposent que dans une plaque mince le potentiel électrique peut être assimilé à un polynome du second degré en la coordonnée d'espace suivant l'épaisseur. Et, d'autre part, on explique pourquoi dans les modèles bidimensionnels les équations d'équilibre mécanique, ou les équations d'évolution, sont liées au potentiel électrique uniquement par la différence de potentiel entre les deux faces horizontales. De plus, on exhibe de manière précise la contribution des termes piézoélectriques dans l'opérateur de flexion. Le chapitre 5 est consacré au calcul de coefficients de singularité sur un ouvert bidimensionnel polygonal non convexe.

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Rus, Mariana. "Grandeurs cinématiques et mesures locales et de champs dans l'intéraction homme - structure." Phd thesis, INSA de Rouen, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00560877.

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Abstract:

La thématique de la thèse est très vaste. Sont présentées les grandeurs cinématiques locales ou régionales qui agissent sur le corps humain. La deuxième partie de la thèse décrit les méthodes optiques, par lesquelles on peut mesurer les vibrations produites par les machines-outils sur le système humain main-bras au cours de l'activité au travail. Dans la troisième partie sont donnés les effets négatifs des vibrations qui se produisent sur le système humain main-bras pendant l'exposition aux vibrations. La quatrième partie de cette thèse contient la base théorique des techniques optiques utilisées pour mesurer les vibrations. Le chapitre cinq présente la méthodologie d'expérimentation pour mesurer les vibrations. Les résultats des mesures sont indiqués dans le sixième chapitre de la thèse. Dans le chapitre sept on présente la modélisation mécanique et mathématique du système humain main-bras avec trois degrés de liberté et le dernier chapitre contient les conclusions finales.

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Jullian, Gauthier. "Diagnostic robuste de pile à combustible PEM par modélisation physique et mesures d’impédance : prise en compte de conditions dynamiques et du vieillissement." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAT009/document.

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Abstract:

La pile à combustible PEMFC est un générateur électrochimique qui présente notamment un potentiel intéressant pour des applications automobiles et dont l’utilisation pourrait contribuer à répondre aux enjeux environnementaux associés aux transports. La faible durabilité des systèmes pile en général et de la pile en particulier constitue un des verrous technologiques qui freine son déploiement. Ses conditions de fonctionnement en termes de pression, de température et d’activité des gaz étant intimement liées aux cinétiques de dégradation des composants du générateur, il est donc nécessaire de les contrôler de manière la plus fine possible. Pour ce faire, une des premières étapes est de pouvoir les surveiller de manière fiable tout au long de la vie de la pile, en temps réel et sans engendrer de surcoûts importants.Les travaux de thèses présentés dans ce manuscrit ont pour objectif d’apporter des éléments de solution à ce problème par le développement d’une approche de diagnostic robuste des conditions opératoires de la pile sans mesure directe, en environnement dynamique et avec prise en compte du vieillissement. L’approche développée repose, d’un part sur l’utilisation d’un modèle physique qui permet de simuler le comportement d’une pile dans une large gamme de conditions opératoires et d’autre part sur des mesures de courant, de tension et d’impédance, simples à mettre en œuvre. Cette approche devrait permettre le développement d’une solution embarquée.Dans un premier temps, une campagne de 1000 h d’essais sur banc a permis de caractériser une pile à la fois dans ses conditions de fonctionnement nominal et dans des conditions représentatives de défauts de fonctionnement. Ces mesures ont permis de mettre en évidence l’influence des conditions internes de fonctionnement sur la réponse en tension de la pile ainsi que sur son impédance.Dans un second temps, le modèle développé au CEA, contenant un module de dégradation a été confronté avec les mesures expérimentales. Une détermination des constantes du modèle a été effectuée et il a été montré que le modèle estime correctement la tension et l’impédance aux hautes fréquences tout au long du vieillissement, confirmant bien la possibilité d’utiliser ce modèle pour un objectif de diagnostic.L’écart entre les mesures expérimentales et les sorties simulées par le modèle physique de pile - appelés résidus – sont des indicateurs sensibles aux défauts sur les conditions opératoires, mais insensibles aux conditions dynamiques d’utilisation de la pile. Dans un troisième temps, deux résidus, générés sur la tension de sortie de la pile et sur l’impédance hautes fréquences, ont donc été utilisés pour réaliser la détection de conditions opératoires anormales. Le choix des seuils de détection est une étape importante qui permet de régler les performances de détection. Dans cette étude, la méthode a été testée avec des seuils optimaux de 11mV et 5mΩ·cm2 qui ont permis d’obtenir un score de détection de 80 %.Finalement, une méthode de classification des défauts de conditions opératoires a également été proposée. Elle met à profit une base de données de résidus calculés pour chaque type de défauts pour entraîner un classifieur de type K-plus-proches-voisins, ce qui permet alors l’identification des défauts. Le score de l’isolation sur les 1000h de tests est d’environ 60% avec de grandes disparités en fonction des défauts. Ce score est de plus de 99% pour deux des défauts de l’étude (pressions élevées et humidités faibles), 63 % pour des pressions faibles mais seulement de 20% pour une chute de température ou une augmentation d’humidité.Ces travaux ont permis de conclure que l’approche consistant à utiliser un modèle physique permet de diagnostiquer la plupart des défauts avec un taux de fausse alarme faible pendant le vieillissement. La recherche de nouvelles mesures est une piste majeure pour augmenter le score des défauts mal détectés actuellement
The PEMFC fuel cell is an electrochemical generator that has interesting potential for automotive applications and which use could help to meet pollution challenges. Poor management of system auxiliaries or malfunctions can place the fuel cell under operating conditions that accelerate degradation processes and shorten its useful life. The- operating conditions of the fuel cell core (temperature, humidity and partial pressures) must be monitored to identify as soon as possible and without any error abnormal situations, which is particularly difficult in dynamic operating conditions and during ageing.The aim of this thesis is to provide solutions to this problem. To that end, a robust diagnostic approach of operating conditions without direct measurement, in a dynamic environment and taking ageing into account has been developed.In order to characterize the fuel cell, a campaign of experimental tests on a test bench was carried out during 1000 hours of operation, with and without faults. This test campaign also allowed to verify to what extent the easily accessible polarization curves and impedance spectroscopy depend on the internal operating conditions.The approach developed is based on one hand on the use of a physical fuel cell model that capture its behaviour for given operating conditions and on the other hand on easy-access current, voltage and impedance measurements. Thus, this allows the development of an embedded solution that minimizes the number of sensors required.The differences between the experimental measurements and the outputs computed by the physical fuel cell model – called residuals – are indicators which are sensitive to faults in operating conditions, and insensitive to usual operating dynamic conditions. Two residuals, generated from fuel cell output voltage and high frequency impedance, are used to detect abnormal operating conditions thanks to threshold detection. The choice of the detection threshold levels allows to set the detection performance in terms of good detection and false alarm probabilities.In order to take ageing into account, a degradation module computes the decrease of fuel cell voltage with time so that ageing is taken explicitly into account by residuals.Going beyond detection alone, a method to class the operating conditions faults has also been proposed. It uses a database of residuals from various known faults to train a K-nearest-neighbour classifier, so that faults can be identified and classified.The model developed in the CEA was compared with experiments carried out on the test bench. An experimental determination of the model constants was carried out using electrochemical methods (cyclic voltammetry...) and numerical ones (linear regression). It appears that the model correctly computes voltage and high-frequency impedance, confirming the possible use of this specific model for diagnostic purpose. The method has been tested with optimal thresholds that have been empirically determined. The detection score obtained is 80%. The false alarm rate is less than 5% during the test.The K-NN classifier was then validated on experimental data. The classification score during the 1000h test is around 60% with large disparities depending on the faults. This score is more than 99% for two of the studied faults (high pressures and low humidity), 63% for low pressures but only 20% for a temperature drop or humidity increase.This work concluded that the approach using a physical model diagnosed most faults with a low level of false alarms during 1000 hours of ageing. The search of new measurements to increase the score of poorly diagnosed faults thus improving diagnostic performance is a main perspective

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Homssi, Louay. "Outils de modélisation, identification et traitement du signal pour le diagnostic des défauts dans les systèmes continus." Toulouse, INSA, 1992. http://www.theses.fr/1992ISAT0017.

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Abstract:

Le travail presente dans ce memoire porte sur les outils de traitement analytique pour le diagnostic des defauts lentement variables dans les systemes continus. Une methodologie de diagnostic est presentee basee sur la modelisation et l'identification parametrique du systeme a superviser. Plusieurs avantages la caracterisent: etape d'analyse de la richesse du signal d'entree afin de selectionner des intervalles avec une entree riche en frequences, pour une bonne qualite d'identification, detection et localisation des defauts internes en observant les parametres estimes du systeme, possibilite de localisation de defauts de capteurs. Une grande partie du travail est consacree a l'identification des modeles parametriques continus: classification des methodes d'identification, presentation et comparaison numerique et qualitative de huit methodes d'identification. Divers problemes lies a l'identification ont ete discutes (modeles continus stochastiques, retard, conditions initiales et biais de mesure, richesse d'entree). Nous avons etabli des algorithmes recursifs pour le calcul des coefficients de fourier, dft et coefficients de legendre sur fenetre glissante. Un logiciel de simulation et d'identification des modeles continus (id4) a ete implemente en parallele a notre travail

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Nouiri, Jamel. "Étude pour la conception de transducteurs gestuels à retour d'effort et de modèles de systèmes mécaniques pour leur contrôle : application à un transducteur à grand nombre de degrés de liberté : le clavier rétroactif modulaire et au système de modélisation et de simulation temps réel CORDIS-ANIMA." Grenoble INPG, 1995. http://www.theses.fr/1995INPG0162.

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Abstract:

Ce travail s'integre dans le cadre de la definition, l'etude et la conception de transducteurs gestuels a retour d'effort destines au controle temps reel de simulations de systemes mecaniques. Les aspects abordes dans ce travail se presentent en trois parties: dans la premiere, nous presentons une etude bibliographique focalisee sur les interactions de l'homme avec la machine et de l'homme avec son environnement naturel. Nous traitons de l'etat de l'art dans les interfaces de communication homme-machine en general et des interfaces gestuelles en particulier. Nous traitons ensuite du geste instrumental naturel pour analyser ses caracteristiques ergonomiques et fonctionnelles a travers des mesures experimentales sur des gestes types. Ces mesures ont permis la construction de deux modeles du couplage manuel. En s'appuyant sur l'analyse du geste instrumental, nous definissons dans la deuxieme partie les criteres necessaires pour la conception des transducteurs gestuels a retroactifs. Nous entamons ensuite l'etude d'un dispositif particulier de manipulation de simulations de systemes mecaniques, le clavier retroactif modulaire (crm), susceptible de repondre aux exigences du geste instrumental. Nous exposons les principales caracteristiques du crm ainsi que des solutions techniques pour ameliorer ses performances dynamiques. La troisieme partie est focalisee sur l'etude des problemes de l'interaction des systemes mecaniques continus et des simulacres de systemes mecaniques a travers un transducteur gestuel a retour d'effort. Nous abordons les problemes lies a la construction des algorithmes de simulation. Des solutions pour remedier a certains problemes dus a la mise en interactions des systemes simules et des systemes reels seront presentees, en l'occurence, les problemes du retard et du choix des techniques de construction des algorithmes de simulation des systemes mecaniques

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Braconnier, Benjamin. "Modélisation numérique d'écoulements multiphasiques pour des fluides compressibles, non miscibles et soumis aux effets capillaires." Bordeaux 1, 2007. http://www.theses.fr/2007BOR13381.

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Abstract:

Ce travail porte sur la modélisation numérique d'écoulement faisant intervenir plusieurs fluides faiblement ou fortement compressibles. Les applications concernent les écoulements à poches pour lesquels les fluides sont séparés d'interfaces et les écoulements dispersés pour lesquels les interfaces, trop nombreuses, ne peuvent être décrites. L'objectif est de développer des méthodes numériques traitant indifféremment ces deux classes d'écoulement. Dans ce contexte, nous considérons des modèles d'interfaces diffuses. L'interface n'est pas déterminée de manière explicite, elle est modélisée à l'aide d'une zone de mélange artificielle permettant de respecter les échanges qui y ont lieu. En particulier, les effets capillaires seront reformulés à l'aide d'une force volumique suivant la méthode CSF. Une difficulté majeure dans ce travail est liée à la nécessité de résoudre des systèmes hyperboliques non conservatifs. Leurs résolution sera approchée et basée sur des solveurs hyperconsistants. Nous exposerons également une technique originale de préconditionnement pour les régimes faible Mach et une formulation implicite des méthodes. Des expériences numériques avec des physiques variées seront proposées : des remontées de bulle, des interactions choc bulle et la chute d'une goutte d'eau.

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Wang, Ruomin. "Modélisation à haut niveau d'abstraction de l'intégrité du signal dans les bus de communication." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066196.

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Abstract:

En raison de l'évolution technologique, l'analyse de l'intégrité du signal est devenue de plus en plus critique dans la conception des systèmes électroniques. Plusieurs méthodes d'analyse ont été proposées et sont utilisées. Cependant, l'hétérogénéité croissante des systèmes et la réduction du temps de mise sur le marché des applications font que les concepteurs ont besoin de nouvelles méthodes travaillant à haut niveau d'abstraction, afin qu'elles puissent être intégrées facilement à un modèle au niveau système de l'application, et ainsi analyser l'intégrité du signal au plus tôt dans le cycle de conception. Dans cette thèse, nous proposons une méthode basée sur deux types de blocs complémentaires, nommés blocs fonctionnels et blocs non-fonctionnels, décrits à l'aide d'un même langage (C/C++ et SystemC/SystemC-AMS), et donc aisément simulables dans un unique environnement. Les blocs fonctionnels servent à modéliser les comportements idéaux du système. Les comportements non-idéaux, engendrés par les problèmes d'intégrité du signal, sont modélisés dans les blocs non-fonctionnels à l'aide de réseaux de neurones. Pour valider notre méthodologie, deux applications autour des bus I2C et USB 3.0 ont été modélisées. Les résultats de simulations démontrent la faisabilité de notre méthodologie. En la comparant à des modèles de référence, notre méthode permet de réduire de façon remarquable le temps de simulation (99% par rapport à un modèle SPICE) et l'écart moyen est d'environ 3%. Notre méthode offre enfin certaines possibilités de flexibilité et de modularité. Dans le futur, cette méthode originale pourra être intégrée au flot de conception de systèmes cyber-physiques
As a result of continuing growth of electronic technology, signal integrity analysis has now become a more and more critical challenge in the electronic systems design process. To address this issue, designers have introduced several approaches. However, due to the higher heterogeneity of modern applications, along with time-to-market constraints, a new modeling methodology is required to provide the system?s signal integrity performance at a high-level of abstraction. Moreover, it should be easily interoperable with the system?s functional model. The aim of this work is to propose a new modeling methodology for signal integrity analysis that can meet these requirements. Our method is based on the combination of two kinds of blocks, named functional blocks and non-functional blocks. They are built in C/C++ or SystemC/SystemC-AMS, in order to be easily simulated in a single environment. The functional block is used to model the ideal behavior of the system. The non-functional block is used to represent the highly nonlinear and non-ideal behaviors, caused by signal integrity issues. In the non-functional block, neural networks are used to model these non-ideal behaviors. To validate our method, we developed two applications based on I2C and USB 3.0 applications. Our method greatly increases simulation speed (99% faster than a SPICE model), while achieving a relative absolute error around 3%. Finally, our method is a flexible and modular approach since models can easily be parameterized and interoperable. In the future, this original method for high-level modeling of signal integrity could be integrated in the forthcoming design flows of cyber-physical systems

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Falaize, Antoine. "Modélisation, simulation, génération de code et correction de systèmes multi-physiques audios : approche par réseau de composants et formulation Hamiltonienne à Ports." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066544.

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Abstract:

Les systèmes audios incluent les instruments de musique traditionnels (percussions, cordes, vents, voix) et les systèmes électro-acoustiques (amplificateurs de guitares, pédales d’effets, synthétiseurs analogiques). Ces systèmes multi-physiques possèdent une propriété commune : hors des sources d’excitation (les générateurs), ils sont tous passifs. Nous présentons dans cette thèse un ensemble de méthodes automatiques dédiées à leur modélisation, leur simulation et leur contrôle, qui garantissent explicitement et exploitent la passivité du système original. Nous utilisons dans ce travail le formalisme des systèmes hamiltoniens à ports (SHP), introduits en automatique et théorie des systèmes au début des années 1990. Pour la modélisation, on exploite le fait que la connexion de systèmes décrits dans ce formalisme préserve explicitement la dynamique de la puissance dissipée de l'ensemble, pour développer une méthode automatique de modélisation d'instruments complets à partir de modèles élémentaires rassemblés dans un dictionnaire. Pour la simulation, une méthode numérique qui préserve la structure passive des SHP à temps discret a été développée, garantissant ainsi la stabilité des simulations (pour lesquelles le code C++ est généré automatiquement). Concernant le contrôle, on exploite la structure d'interconnexion afin de déterminer automatiquement une forme découplée (sous-systèmes hiérarchisés) pour une certaine classe de SHP. Les systèmes de cette classe sont dits systèmes hamiltonien à ports plats, au sens de la propriété de platitude différentielle, à partir de laquelle une loi de commande en boucle ouverte exacte sur le modèle est générée
The class of audio systems includes traditional musical instruments (percussion, string, wind, brass, voice) and electro-acoustic systems (guitar amplifiers, analog audio processing, synthesizers). These multi-physical systems have a common property: out of excitation sources (generators), they are all passive. We present a set of automatic methods dedicated to their modeling, simulation and control, which explicitly guarantee and exploit the passivity of the original system. This class of systems is that of port-Hamiltonian systems (PHS), introduced in system theory in the early 1990s. Regarding the models, we exploit the fact that the interconnection of systems described in this formalism explicitly preserves the dynamics of total dissipated power. This enabled the development of an automated method that builds models of complete instruments based on a dictionary of elementary models. Regarding the simulations, we developed a numerical method that preserves the passive structure of PHS in discrete-time domain. This ensures the stability of simulations (for which the C++ code is automatically generated). Regarding the control, we exploit the interconnection structure to automatically build an input-to-output decoupled form for a class of PHS. Systems of this class are flat, within the meaning of the differential flatness approach. A formula that yields the (open loop) control law for these systems is provided

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Jaber, Chafic. "Modélisation de haut niveau d'abstraction de systèmes intégrés et estimation de performances. Application à une implémentation multi-processeurs de la couche physique d'une station de base LTE." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00673731.

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Abstract:

Les impressionnantes avancées techniques et technologiques dans les deux domaines des semiconducteurs et de l'ingénieurie logicielle ont permis aux Système sur puces (System-on-Chip "SoC") d'intégrer des applications complexes et interdépendantes. Ces progrès vont de pair avec la complexité accrue des systèmes et de leur hétérogénéité. Ainsi, les concepteurs ont été forcé à réévaluer leurs méthodes de conception et d'élever le niveau d'abstraction au niveau système en ciblant la conception de l'ensemble du SoC plutôt que des composants individuels. L'objectif de ce travail de thèse est de fournir aux concepteurs systèmes les moyens nécessaires (au niveau méthodologique et au niveau outils) pour estimer les performances du système et évaluer rapidement les décisions de conception, idéalement trés tôt dans le flot de conception. Notre contribution portera sur deux aspects principaux: (1) L'aspect conceptuel: où nous avons défini (en utilisant les concepts de métamodélisation UML) des concepts de modélisation permettant d'étudier l'effet de la gestion et du partage des ressources sur les performances globales du système (les "noeuds virtuels") . En outre, nous avons introduit le concept de "Patron de communication" pour la modélisation de l'interaction entre les éléments d'architecture afin d'assurer l'orthogonalisation des concepts de l'exécution et de la communication. (2)L'aspect simulation: Un simulateur en SystemC a été développé pour simuler les modèles UML proposés. La simulation est faite à haut niveau d'abstraction et elle est plus rapide que l'exécution en temps réel. L'approche proposée a été appliquée pour la modélisation de la couche physique du protocole de télécommunications mobile de 4ème génération (LTE, Long Term Evolution) sur un DSP muli-core produit par Freescale. Les résultats ont été validés en les comparant avec l'implémentation réelle. Thèmes clés: Modélisation et conception au niveau système, UML pour les systèmes embarqués, la gestion et le partage des ressources, la modélisation de la communication, l'estimation des performances, les systèmes de télécommunication

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Jaber, Chafic. "Modélisation de haut niveau de systèmes intégrés et estimation de performances : application à une implémentation multi-processeurs de la couche physique d’une station de base LTE." Phd thesis, Paris, Télécom ParisTech, 2011. https://pastel.hal.science/pastel-00673731.

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Abstract:

Les impressionnantes avancées dans les deux domaines des semiconducteurs et de l’ingénieurie logicielle ont permis aux Système surpuces (System-on-Chip “SoC“) d’intégrer des applications complexes et interdépendantes. Ces progrès vont de pair avec la complexité accrue des systèmes et de leur hétérogénéité. Ainsi, les concepteurs ont été forcé à réévaluer leurs méthodes de conception et d’élever le niveau d’abstraction au niveau système en ciblant la conception de l’ensemble du SoC plutôt que des composants individuels. L’objectif de ce travail de thèse est de fournir aux concepteurs systèmes les moyens nécessaires (au niveau méthodologique et au niveau outils) pour estimer les performances du système et évaluer rapidement les décisions de conception, idéalement très tôt dans le flot de conception. Notre contribution portera sur deux aspects principaux: (1)L’aspect conceptuel: où nous avons défini (en utilisant UML) des concepts de modélisation permettant d’étudier l’effet de la gestion et du partage des ressources sur les performances globales du système (les “noeuds virtuels”). En outre, nous avons introduit le concept de ”Patron de communication” pour la modélisation de l’interaction entre les éléments d’architecture afin d’assurer l’orthogonalisation des concepts de l’exécution et de la communication. (2)L’aspect simulation: Un simulateur en SystemC a été développé pour simuler les modèles UML proposés. L’approche proposée a été appliquée pour la modélisation de la couche physique du protocle LTE sur un DSP muli-core produit par Freescale. La comparaison des résultats de la modélisation avec l'implémentation a prouvé l'efficacité de notre approche
The impressive advances in both fields of semiconductors and software engineering enabled modern System-on-Chip “SoC“ to hostcomplex and interdependent applications. These advances are coupled with higher systems complexity and heterogeneity. Thus, forcing designers to re-evaluate their design methodologies and to raise the level of abstraction to the system level targeting the co-design of the entire SoC rather than just individual components. The objective of this Thesis work is to provide the system designer with means (on the methodology and tools levels) to estimate system’s performances and evaluate rapidly and very early the design decisions in the SoC design flow. Our work provides contributions in two main aspects: (1)On the Conceptual Level, we defined (using the UML meta-modeling concepts) modeling concepts to estimate shared resources impact on system’s overall performances, by introducing the “virtual node” concept for scheduling and shared resources access control. Furthermore, we introduced the ”Communication Pattern” concept for modeling the interaction between architecture elements to ensure the orthogonalization of computation and communication concerns. (2)On the Simulation Level: A SystemC simulator was written to simulate the UML models. Simulation is done at a high level of abstraction and runs faster than real time execution. The usability and capabilities of our approach are shown with an industrial use case. We modeled a Freescale multi-core DSP platform for LTE base stations (LTE stands for Long Term Evolution is the 4G standard for cellular networks). The comparison of modeling results with implementation proved the accuracy of our approach

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Falaize, Antoine. "Modélisation, simulation, génération de code et correction de systèmes multi-physiques audios : approche par réseau de composants et formulation Hamiltonienne à Ports." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066544/document.

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Abstract:

Les systèmes audios incluent les instruments de musique traditionnels (percussions, cordes, vents, voix) et les systèmes électro-acoustiques (amplificateurs de guitares, pédales d’effets, synthétiseurs analogiques). Ces systèmes multi-physiques possèdent une propriété commune : hors des sources d’excitation (les générateurs), ils sont tous passifs. Nous présentons dans cette thèse un ensemble de méthodes automatiques dédiées à leur modélisation, leur simulation et leur contrôle, qui garantissent explicitement et exploitent la passivité du système original. Nous utilisons dans ce travail le formalisme des systèmes hamiltoniens à ports (SHP), introduits en automatique et théorie des systèmes au début des années 1990. Pour la modélisation, on exploite le fait que la connexion de systèmes décrits dans ce formalisme préserve explicitement la dynamique de la puissance dissipée de l'ensemble, pour développer une méthode automatique de modélisation d'instruments complets à partir de modèles élémentaires rassemblés dans un dictionnaire. Pour la simulation, une méthode numérique qui préserve la structure passive des SHP à temps discret a été développée, garantissant ainsi la stabilité des simulations (pour lesquelles le code C++ est généré automatiquement). Concernant le contrôle, on exploite la structure d'interconnexion afin de déterminer automatiquement une forme découplée (sous-systèmes hiérarchisés) pour une certaine classe de SHP. Les systèmes de cette classe sont dits systèmes hamiltonien à ports plats, au sens de la propriété de platitude différentielle, à partir de laquelle une loi de commande en boucle ouverte exacte sur le modèle est générée
The class of audio systems includes traditional musical instruments (percussion, string, wind, brass, voice) and electro-acoustic systems (guitar amplifiers, analog audio processing, synthesizers). These multi-physical systems have a common property: out of excitation sources (generators), they are all passive. We present a set of automatic methods dedicated to their modeling, simulation and control, which explicitly guarantee and exploit the passivity of the original system. This class of systems is that of port-Hamiltonian systems (PHS), introduced in system theory in the early 1990s. Regarding the models, we exploit the fact that the interconnection of systems described in this formalism explicitly preserves the dynamics of total dissipated power. This enabled the development of an automated method that builds models of complete instruments based on a dictionary of elementary models. Regarding the simulations, we developed a numerical method that preserves the passive structure of PHS in discrete-time domain. This ensures the stability of simulations (for which the C++ code is automatically generated). Regarding the control, we exploit the interconnection structure to automatically build an input-to-output decoupled form for a class of PHS. Systems of this class are flat, within the meaning of the differential flatness approach. A formula that yields the (open loop) control law for these systems is provided

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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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Beets, Eric. "Modélisation des systèmes mécaniques articulés flexibles par utilisation des coordonnées naturelles et des équations de Kane : expérimentation et validation numérique." Valenciennes, 1997. http://www.theses.fr/1997VALE0039.

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Abstract:

La simulation des systèmes mécaniques articulés a connu un essor important depuis les années 60. Jusqu’a la fin des années 70, les corps étaient considérés rigides dans la plupart des codes de calculs. Les résultats sont excellents tant que les déformations restent faibles. Cependant, la modélisation des mécanismes de grandes tailles ou tournant à vitesses élevées, ainsi que l'optimisation des masses en mouvement, nécessite la prise en compte des flexibilités. Lors de l'écriture d'un formalisme multi corps flexibles, il faut effectuer entre autre les choix du type de coordonnées descriptives permettant de positionner le repère mobile accompagnant les corps flexibles et celui des équations du mouvement. Ceux-ci influent directement sur la facilite de description du mécanisme ainsi que sur le cout opératoire. Nous avons donc choisi de développer une approche basée sur les équations de Kane en coordonnées naturelles. Ces dernières conduisent à une description simple et naturelle du mécanisme et à un nombre de coordonnées descriptives restreint. Les équations de Kane génèrent un nombre minimal d'équations du mouvement. La prise en compte des déformations élastiques se fait, quant à elle, par la méthode des éléments finis. Afin de réduire le nombre d'inconnues et de pouvoir augmenter le pas d'intégration, ces déformations sont projetées dans une base modale du corps. Un logiciel basé sur cette approche a donc été développé. Sa validation numérique sur deux benchmarks nous permet de conclure, que pour des résultats similaires, les temps cpu sont inférieurs aux approches classiques basées d'une part sur les équations de Lagrange en coordonnées absolues et d'autre part sur les équations de Lagrange en coordonnées naturelles. Puis la validation expérimentale sur un mécanisme quatre barres flexibles permet de montrer que l'approche donne des résultats proches des conditions réelles de fonctionnement
The simulation of multibody dynamics has known an important expand since the 60's. Until the end of the 70's, bodies were considered as rigid in the most of software packages. Results are excellent as long as deformations remain weak. However, the simulation of large sizes or high-speed revolving mechanisms, as well as the optimization of masses, needs to take structural flexibilities into account. During the development of a flexible multibody formalism, it is necessary to choose the descriptive coordinates systems allowing to position the moving reference frame and the type of the motion equations. The former affects directly the facility of the mechanism description as well as the operative cost. We have therefore chosen to develop a method based on Kane’s equations in natural coordinates. These last lead to a simple and “natural” description of the mechanism and to a limited number of descriptive coordinates. Kane’s equation generate besides a minimal number of motion equations. The finite element method is here employed to introduce the elastic coordinates and the component mode s used in order to reduce the number of degrees of freedom. It is also possible to increase the step of the numerical integration method. A software based on this method has therefore been developed. Two benchmarks allow us to conclude that, for similar results, CPU times are inferior to classical methods based on the one hand on Lagrange’s equations in absolute coordinates and on the other hand on Lagrange’s equation in natural coordinates. Moreover, the realization of an experimental flexible four bars mechanism allows showing that the method gives results close to effective working conditions

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Mallouk, Issam. "Modélisation d’une assistance décisionnelle basée sur l’intelligence artificielle pour les systèmes cyber-physiques : Application à la maintenance dans le domaine du Transport." Electronic Thesis or Diss., Valenciennes, Université Polytechnique Hauts-de-France, 2023. http://www.theses.fr/2023UPHF0025.

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Abstract:

Les systèmes cyber-physiques (SCP) sont des systèmes complexes et interconnectés, où les technologies numériques convergent avec le monde physique, ayant révolutionné de nombreux secteurs d’activités. L'Internet des objets (IOT) a également favorisé la collecte massive de données participant ainsi au développement du "Big Data". Le développement de l’IOT et des SCP a cependant engendré des défis, principalement liés à la gestion massive de données et à la prise de décision. Le développement d’approches telles que le Data Analytics et le Machine Learning offre cependant des solutions en identifiant des modèles ou caractéristiques « cachés » au sein de ces données massives.Le présent mémoire adresse cette problématique de prise de décision en utilisant les approches et techniques de l’Intelligence Artificielle et s’intéresse plus particulièrement au domaine applicatif du Transport. Les systèmes de transport modernes, considérés comme des Systèmes cyber physiques complexes, intègrent une grande variété d'équipements mécatroniques. Ils sont de plus en plus autonomes, dotés de capteurs leur permettant de percevoir leur environnement et de moyens permettant l’interaction avec les gestionnaires de la flotte. Une approche globale de gestion de la flotte permet d'améliorer diverses fonctions telles que la planification de la maintenance et la gestion des opérations.La thèse s’intéresse aux boucles cybernétiques associées à l’exploitation des systèmes cyber physiques, en mettant l'accent sur l’activité de maintenance. Elle propose une assistance décisionnelle en caractérisant les boucles cybernétiques, spécifiant les besoins des décideurs, et développant des approches de Machine Learning tout en respectant des exigences de généricité et d'indépendance technologique. La modélisation de cette assistance repose sur une décomposition holonique du SCP et fait appel à la typologie de Rasmussen au niveau des traitements décisionnels. Un guide méthodologique accompagne cette démarche.Les concepts proposés dans ces travaux de thèse ont été validés au travers de deux collaborations industrielles. Une première collaboration avec la société marocaine STMF a permis d’optimiser la maintenance d’une flotte de camions de transport de matières dangereuses. Une seconde collaboration avec ALSTOM vise à améliorer la croissance de fiabilité du matériel roulant ferroviaire en détectant des signaux avant-coureurs d’une défaillance
Cyber-physical systems (PCS) are complex and interconnected systems, where digital technologies converge with the physical world, having revolutionized many sectors of activity. The Internet of Things (IOT) has also encouraged the massive collection of data, thus contributing to the development of "Big Data". However, the development of IOT and SCPs has created challenges, mainly related to massive data management and decision-making. The development of approaches such as Data Analytics and Machine Learning, however, offers solutions by identifying “hidden” patterns or characteristics within this massive data.This thesis addresses the problem of decision-making by using the approaches and techniques of Artificial Intelligence and is particularly interested in the Transportation applicative field. Modern transport systems, considered as complex Cyber Physical Systems, incorporate a wide variety of mechatronic equipment. They are increasingly autonomous, equipped with sensors allowing them to perceive their environment and means allowing interaction with fleet managers. A holistic approach to fleet management helps improve various functions such as maintenance planning and operations management.The thesis focuses on the cyber loops associated with the operation of cyber physical systems, with a focus on the maintenance activity. It offers decision-making assistance by characterizing cybernetic loops, specifying the needs of decision-makers, and developing Machine Learning approaches while respecting the requirements of genericity and technological independence. The modeling of this assistance is based on a holonic decomposition of the SCP and uses Rasmussen's typology at the level of decision making. A methodological guide accompanies this approach.The concepts proposed in this thesis work have been validated through two industrial collaborations. A first collaboration with the Moroccan company STMF has made it possible to optimize the maintenance of a fleet of trucks transporting hazardous materials. A second collaboration with ALSTOM aims to improve the reliability growth of railway rolling stock by detecting warning signs of a failure

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Meziani, Yeser. "A Kinematic Framework for Upper Extremity Rehabilitation Assessment : Expectation- Maximization as a Motor Learning Model." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2022. http://www.theses.fr/2022LORR0096.

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Abstract:

L'apprentissage moteur en tant que mécanisme de récupération est supposé être un cadre qui a guidé les principes de la thérapie physique et qui, depuis l'avènement de la robotique, fait de même pour les dispositifs de réadaptation. Le processus de réadaptation représente l'intersection de nombreuses facettes interconnectées qui co-interagissent pour produire des mouvements récupérés. L'utilisation de la technologie présente de nombreux avantages tout en contribuant à la complexité du phénomène en question. Nous intéressons notre recherche à l'entraînement passif par exosquelette du membre supérieur. Nous proposons une échelle d'évaluation adaptative intra-patient qui est capable de détecter les changements de performance intra-patient pendant l'entraînement robotique. L'apprentissage moteur, le processus par lequel notre cerveau acquiert de nouvelles capacités motrices ou réapprend celles qu'il a perdues suite à un incident neurologique ou traumatique, est notre entrée pour étudier ce phénomène. L'interaction du système composé de l'appareil, de l'incitation sous forme de jeux sérieux et des patients avec tous leurs niveaux d'existence, physiologiques, psychologiques et cognitifs est le système d'étude. Les composants présentent des qualités hétérogènes et des changements dynamiques. La sortie du système sous la forme de trajectoires exécutées est notre instrument de mesure pour étudier les interactions au sein du système. Nous formulons le modèle de trajectoire comme une chaîne de Markov et utilisons le filtre de Kalman pour estimer les états lissés. Alors que la dynamique varie dans le temps, nous modélisons les hypothèses sur le mouvement dans une formulation dynamique et estimons ses paramètres à partir des données. Pour tenir compte de la variabilité temporelle,nous introduisons une source de bruit parallèle à la dynamique et l'estimons à l'aide d'un algorithme d'espérance-maximisation. La nature temporelle n'étant qu'une seule facette du phénomène cinématique, nous supposons un alignement temporel variable et l'estimons en utilisant l'itération d'espérence-maximisation pour augmenter la vraisemblance du modèle estimé par rapport aux trajectoires observées. Une fois appris, les paramètres dépendants du modèle et extraits sont utilisés pour comparer les différences de performance. Les propriétés des outils d'évaluation clinique sont étudiées et les résultats sont formulés pour répondre aux besoins communément signalés. En partant des mêmes principes fondamentaux de l'apprentissage moteur, nous avons cherché à définir un nouvel instrument d'évaluation visuelle destiné à répondre au besoin d'un formulaire de retour d'information facile à communiquer pour le patient. Nous présentons et évaluons les propriétés cliniques de l'outil tout en fournissant des résultats de validation sur des données cliniques attestant de la sensibilité longitudinale de l'outil. L'hypothèse sous-jacente de la visualisation a ensuite été évaluée à l'aide d'une mesure objective de la valeur de probabilité maximale dérivée d'un modèle probabiliste des trajectoires et appliquée sur un modèle de trajectoire hautement probable appris à l'aide d'un régresseur Kernel K-Nearest Neighbors (KNN)
Motor learning as a recovery mechanism is assumed to be a framework that drived and guided physical therapy and now since the advent of robotics doing the same to the rehabilitation devices. The rehabilitation process presents the intersection of many different interconnected facets that co-interact to produce recovered movements. The use of the technology introduces many benefits while contributing to the complexity of the phenomena at hand. We interest our research to the passive exosquelette training of the upper limb. We propose an adaptive intra patient assessment scale that is capable of detecting intra-patient performance changes during robotic training. Motor learning, the process of our brain's acquiring newer motor skills or relearning those he lost due to neurological or traumatic incident is our portal to investigating this phenomenon. The interaction of the system that is composed of the device, the incentive in form of exercise games and the patients with all its level of existence, physiological, psycho-logical, and cognitive is the system of study. The components present heterogeneous qualities and dynamically driven changes. The system output in the form of the trajectories executed is our gauging instrument to investigate the interactions within the system. We formulate the trajectory model as a Markov Chain and use the Kalman Filter to estimate the smoothed states. While dynamics are variant in time we model the assumptions about the movement into a dynamical formulation and estimate its parameters from data. To account for the time variability we introduce parallel noise source to the dynamics and estimate it using an Expectation-Maximization algorithm. The temporal nature being only a single facet of the kinematic phenomena, we assume a variable temporal alignment and estimate it using Expectation-Maximization iteration to increase the likelyhood of the estimated model compared to the observed trajectories. Once learned the model dependent and extracted parameters are used to compare between differences in performance. The properties of the clinical assessment tools are investigated and results are formulated to answer the commonly reported needs. Stemming from the same fundamentals of motor learning, we aimed to define a new visual assessment instrument that is intended to fulfill the need of patient-first easily communicated feedback form. We present and assess clinical properties of the tools while providing validating results on clinical data attesting the longitudinal sensitivity of the tool. The underlying assumption of the visualization was then assessed using an objective measure of maximum probability value derived using a probabilistic model of the trajectories and expected on a highly likely trajectory model learned using a Kernel-Near-Neighbors Regressor

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Lebreton, Jérémy. "Observations et modélisation des systèmes planétaires autour des étoiles proches." Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00952803.

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Abstract:

Les disques de débris orbitant dans l'environnement des étoiles proches constituent un indicateur très important des propriétés des systèmes planétaires extra-solaires. Depuis l'espace et au sol, les moyens observationnels actuels permettent de déterminer dans divers domaines de longueurs d'ondes les propriétés spatiales de ces disques et celles des grains de poussières circumstellaires. Cette thèse aborde le sujet de la modélisation des disques de débris, à partir de données fournies par de multiples instruments, en premier lieu les télescopes spatiaux Hubble et Herschel, et les interféromètres infrarouges du VLTI, CHARA, et KIN. Mes premiers projets ont pris place dans le cadre de deux programmes-clés de l'Observatoire Spatial Herschel dédiés à l'étude des disques circumstellaires autour des étoiles proches. Au sein du projet GASPS, j'ai obtenu des observations spectro-photométriques de HD 181327, une jeune étoile (12+8-4 millions d'années, Ma) de type solaire entourée d'un anneau de débris massif de 90 unités astronomique (UA) de rayon vu aussi en lumière diffusée par le télescope spatial Hubble. La bonne détermination de la géométrie de l'anneau permet de se concentrer sur la modélisation de la distribution spectrale d'énergie, afin de mieux caractériser les propriétés des poussières. J'ai utilisé le code de transfert radiatif GRaTer et démontré que le système héberge une population de planétésimaux glacés, qui pourrait représenter une source d'eau et de volatils susceptible d'être libérée sur des planètes telluriques encore en formation. Je discute quelques résultats additionnels obtenus avec Herschel à propos de disques de débris jeunes, notamment HD 32297, et d'analogues faibles de la Ceinture de Kuiper. Les disques exo-zodiacaux (exozodis), analogues du nuage Zodiacal du Système Solaire, représentent une contrepartie chaude (ou tiède) aux disques de débris, résidant proche de la zone habitable (moins de quelques unités astronomiques) et encore mal connue. Ils sont révélés par leur émission proche et moyen infrarouge et peuvent être étudiés avec la précision et la résolution requises grace à l'interférométrie optique. Dans le cas de l'étoile Beta Pictoris (12+8-4 Ma), dont le disque est vu par la tranche, une fraction significative du disque externe diffuse de la lumière vers le champ de vue des interféromètres ; une composante interne chaude doit tout de même être invoquée pour justifier de l'excès mesuré dans l'infrarouge proche. En m'appuyant sur l'exemple de l'étoile Véga (440±40 Ma), je présente la méthodologie employée et démontre que les exozodis chauds se caractérisent par une abondance de poussières sub-microniques, près de la distance de sublimation de l'étoile. D'un point de vue théorique, le mécanisme de production de ces petits grains non-liés est encore incompris. J'aborde plus en détails le cas du disque exozodiacal à deux composantes (chaude et tiède) de Fomalhaut (440±40 Ma). Je développe une nouvelle méthode de calcul des distances de sublimation et recense les processus variés qui peuvent affecter un grain de poussière afin de fournir un cadre pour l'interprétation : l'exozodi chaud à ~0.1 - 0.2 UA serait la signature indirecte d'une ceinture d'astéroïdes située à 2 UA à l'activité dynamique particulièrement intense. Finalement, je dresse un bilan des propriétés des disques de débris et de ce qu'ils peuvent nous apprendre quand on les compare au Système Solaire, et propose de futures directions de recherche pour explorer davantage les systèmes planétaires et leur dynamique.

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Boussetta, Hela. "Modélisation multi-physiques et simulation globale de systèmes autonomes sur puce." Grenoble INPG, 2010. http://www.theses.fr/2010INPG0008.

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Abstract:

L'objectif de ces travaux de thèse est de proposer une méthodologie de modélisation multi-niveaux d'un microsystème autonome. Pour atteindre cet objectif, nous avons fourni une bibliothèque de modèles implémentés en VHDL-AMS et en SPICE pour différents blocs d'un nœud de réseaux de capteurs sans fils. Ces blocs appartiennent à différents domaines de la physique. Le premier modèle est celui d'un microgénérateur piézoélectrique qui récupère de l'énergie mécanique et la convertit en énergie électrique pour alimenter le reste du système. Le deuxième modèle est celui d'une batterie Li-Ion utilisée pour stocker cette énergie. Ce dernier a été fourni et validé sous différents profils de charge, de décharge et pour des températures différentes. Une bibliothèque de modèles VHDL-AMS et SPICE a également été fournie pour le bloc de gestion d'énergie. Deux niveaux d'abstraction ont été considérés pour ce bloc : un niveau indépendant de la technologie et un autre relié à la technologie CMOS 130 nm de STMicroelectronics. Dans le dernier chapitre, des simulations globales et multi-abstractions ayant pour but de donner un aperçu des possibilités offertes par cette méthodologie ont été présentées. Par ailleurs, des comparaisons avec des résultats expérimentaux, ont été proposées tout au long de ce travail
The aim of this work was to propose a multi-level and multi-physics modeling methodology. To reach this goal, we have provided a library of VHDL-AMS implemented models for different blocks of a node of a wireless Sensor Network. The first block is a piezoelectric microgenerator which harvests mechanical energy and converts it into electrical energy to supply the other parts of the system. The second block is an energy storage system. An electrical model of a Li-Ion battery implemented in VHDL-AMS has been provided. A library of VHDL-AMS and SPICE models had been provoded for the energy management block. Tow abstraction levels for this pure electrical block were considered : a technology independent level and a level related to the CMOS 130nm ST Microelectronics technology. In the last chapter, global simulations aiming to give an overview of the possibilities provided by this methodology were presented. In addition, comparisons with experimental results were proposed throughout this report

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Mkadara, Geneviève. "Contribution à la surveillance des pompes hydrauliques à pistons axiaux pour les hélicoptères, avec un accent particulier sur la modélisation à paramètres localisés." Thesis, Toulouse, INSA, 2020. http://www.theses.fr/2020ISAT0020.

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Abstract:

Cette thèse présente une contribution à la surveillance des pompes à pistons axiaux des hélicoptères par modélisation et simulation. Un modèle de pompe à paramètres localisés est développé pour servir de banc d'essai pour les études de surveillance. L'auteur propose des améliorations de l'état de l'art de la modélisation à paramètres localisés des pompes à pistons axiaux, en se concentrant sur le besoin industriel de surveillance. La proposition se concentre sur la simulation du régulateur de pression dans des conditions dégradées, et sur le calcul des fuites de patin/plateau à travers un jeu de hauteur variable. Le modèle de pompe développé est comparé à des données expérimentales. Un outil graphique (la Courbe d'Identification des Dommages, DIC) est ensuite proposé. Cet outil permet d'isoler la dégradation de la pompe dans le système hydraulique à l'aide de mesures en régime permanent de la pression de refoulement et de la pression de drain. L'étude se termine par des recommandations pour augmenter le niveau de maturité technologique de l'approche proposée
This dissertation presents a contribution to helicopter axial piston pump monitoring through modelling and simulation. A lumped-parameter model of such pump is developed to serve as a virtual test bench for monitoring studies. As lumped-parameter models of axial piston pumps are less detailed than distributed-parameter models, the author proposes improvements of lumped-parameter modelling state-of-the-art, focusing on the monitoring industrial need. The proposal concentrates on the pressure compensator simulation in degraded conditions, and on the slipper/swashplate leakage computation through a variable gap height. The developed pump model is compared to experimental data. Then, a graphical tool is proposed, (the Damage Identification Curve, DIC), which allows for the isolation of pump degradation within the hydraulic system using discharge and case drain pressure steady-state measurements. The study is concluded by recommendations for increasing the maturity level of the proposed monitoring approach

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Metzig, Cornelia. "A Model for a complex economic system." Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENS038/document.

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Abstract:

Cette thèse s'inscrit dans le cadre de systèmes complexes appliqués aux systèmes économiques. Dans cette thèse, un modèle multi-agent a été proposé, qui modélise le cycle de production. Il est consitué d'entreprises, ouvirers/foyers, et une banque, et repecte la conservation de la monnaie. Son hypothèse centrale est que les entreprises se basent sur une marge espérée pour déterminer leur production. Un scénario simple de ce modèle, ou les marges espérées sont homogènes, a été analysé dans le cadre de models de croissance stochastique. Les résultats sont la distribution de tailles d'entreprises rassemblant des lois de puissance, et leur distribution du taux de croissance de forme 'tente', ainsi qu'une dépendence de taille de la variance de la croissance. Ces résultats sont proches aux faits stylisés issus d'études empiriques. Dans un scénario plus complet, le modèle contient des caractéristiques supplémentaires: des marges espérées hétérogèges, ainsi que des paiements d'intérêts, la possibilité de faire faillite. Cela ramène le modèle aux modèles macro-économiques multi-agents. Les extensions sont décrites de façon théorique par des équations de replicateur. Les résultats nouveaux sont la distribution d'age d'entreprises actives, la distribution de leur taux de profit, la distribution de dette, des statistiques sur les faillites, et des cycles de vie caractéristiques. Tout ces résultats sont qualitativement en accord avec des résultats d'études empiriques de plusieurs pays.Le modèle proposé génère des résultats prometteurs, en respectant le principe que des résultats qui apparaissent simultanément peuvent soit etre générés par un même processus, soit par plusieurs aui qui sont compatibles
The thesis is in the field of complex systems, applied to an economic system. In this thesis, an agent-based model has been proposed to model the production cycle. It comprises firms, workers, and a bank, and respects stock-flow consistency. Its central assumption is that firms plan their production based on an expected profit margin. A simple scenario of the model, where the expected profit margin is the same for all firms, has been analyzed in the context of simple stochastic growth models. Results are a firms' size distribution close to a power law, and tent-shaped growth rate distribution, and a growth rate variance scaling with firm size. These results are close to empirically found stylized facts. In a more comprehensive version, the model contains additional features: heterogeneous profits margins, as well as interest payments and the possibility of bankruptcy. This relates the model to agent-based macroeconomic models. The extensions are described theoretically theoretically with replicator dynamics. New results are the age distribution of active firms, their profit rate distribution, debt distribution, bankruptcy statistics, as well as typical life cycles of firms, which are all qualitatively in agreement with studies of firms databases of various countries.The proposed model yields promising results by respecting the principle that jointly found results may be generated by the same process, or by several ones which are compatible

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Fil, Nicolas. "Caractérisation et modélisation des propriétés d’émission électronique sous champ magnétique pour des systèmes RF hautes puissances sujets à l’effet multipactor." Thesis, Toulouse, ISAE, 2017. http://www.theses.fr/2017ESAE0025/document.

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Abstract:

La fusion nucléaire contrôlée par confinement magnétique avec les réacteurs de type Tokamaks et les applications spatiales ont en commun d’utiliser des composants Haute-Fréquence (HF) sous vide à forte puissance. Ces composants peuvent être sujets à l’effet multipactor qui augmente la densité électronique dans le vide au sein des systèmes, ce qui est susceptible d’induire une dégradation des performances des équipements et de détériorer les composants du système. Ces recherches consistent à améliorer la compréhension et la prédiction de ces phénomènes. Dans un premier temps nous avons réalisé une étude de sensibilité de l’effet multipactor au rendement d’émission électronique totale (noté TEEY). Cette étude a permis de montrer que l’effet multipactor est sensible à des variations d’énergies autour de la première énergie critique et dans la gamme d’énergies entre la première énergie critique et l’énergie du maximum. De plus, les composants HF utilisés dans les réacteurs Tokamak et dans le domaine du spatial peuvent être soumis à un champ magnétique continu. Nous avons donc développé un nouveau dispositif expérimental afin d’étudier ce phénomène. Le fonctionnement du dispositif et la méthode de mesure ont été analysées et optimisées à l’aide de modélisations numériques avec le logiciel PIC SPIS. Une fois que l’utilisation du dispositif a été optimisée et que le protocole de mesures a été validé, nous avons étudié l’influence d’un champ magnétique uniforme et continu sur le TEEY du cuivre. Nous avons démontré que le rendement d’émission électronique totale du cuivre est influencé par la présence d’un champ magnétique et par conséquent également l’effet multipactor
Space communication payload as well as magnetic confinement fusion devices, among other applications, are affected by multipactor effect. This undesirable phenomenon can appear inside high frequency (HF) components under vacuum and lead to increase the electron density in the vacuum within the system. Multipactor effect can thus disturb the wave signal and trigger local temperature increases or breakdowns. This PhD research aims to improve our understanding and the prediction of the multipactor effect. The multipactor phenomenon is a resonant process which can appear above a certain RF power threshold. To determine this power threshold, experimental tests or/and simulations are commonly used. We have made a study to evaluate the multipactor power threshold sensitivity to the TEEY. Two particular critical parameters have been found: first cross-over energy and the energies between the first cross-over and the maximum energies. In some situations, the HF components are submitted to DC magnetic fields which might affect the electron emission properties and hence the multipactor power threshold. Current multipactor simulation codes don’t take into account the effect of the magnetic field on the TEEY. A new experimental setup specially designed to investigate this effect was developed during this work. Our new experimental setup and the associated TEEY measurement technique were analysed and optimized thanks to measurements and SPIS simulations. We used the setup to study the influence of magnetic field perpendicular to the sample surface on the TEEY of copper. We have demonstrated that the magnetic field affects the copper TEEY, and hence multipactor power threshold

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DRESS, CHRISTOPHE. "Methodes et applications de la physique des systemes desordonnes." Paris 6, 1995. http://www.theses.fr/1995PA066763.

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Abstract:

Deux methodes de simulation de systemes statistiques -methode microcanonique et algorithme d'amas- et une application de la physique des systemes desordonnes -codes correcteurs- sont presentes. Les methodes microcanoniques sont une voie efficace pour accelerer les simulations des modeles de spins. Nous exposons une generalisation des algorithmes microcanoniques de creutz, et introduisons une nouvelle methode d'extraction de la temperature, qui a l'avantage de s'appliquer meme dans le cas d'une brisure d'ergodicite du systeme. Nous comparons cet algorithme, dans le cas ou le systeme etudie est un reseau carre bidimensionnel de spins d'ising, avec la solution exacte. Une autre voie pour accelerer les simulations, est de construire des algorithmes permettant des mouvements globaux. En collaboration avec w. Krauth, nous avons concu et experimente un algorithme pour le probleme des disques durs qui echange non localement des ensembles impairs de disques. Nous presentons des variantes de cet algorithme qui devraient permettre d'accelerer les simulations pres de la phase solide. Apres avoir rappele l'equivalence formelle existant entre les verres de spins et les codes correcteurs d'erreurs, nous presentons un modele simple de code destine a reduire la distorsion des messages transmis a travers un canal binaire symetrique. Ce probleme est reformule en termes d'un modele desordonne quasi-unidimensionnel de spins, avec des couplages a deux et trois spins. L'energie de l'etat fondamental est evaluee exactement, tandis que les autres quantites pertinentes sont developpees en fonction de la densite d'impuretes. Ces resultats analytiques sont compares avec des simulations numeriques

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Belkadi, Djilali. "Contribution à la modélisation et à la simulation des circuits intégrés analogiques : application aux systèmes échantillonnés et aux circuits linéaires de haute fréquence." Grenoble INPG, 1997. http://www.theses.fr/1997INPG0062.

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Abstract:

Ce travail est une contribution a la modelisation et la simulation temporelle des circuits integres analogiques. Suite au besoin de la conception descendante et aux limites de la simulation electrique, la conception sur differents niveaux d'abstraction est devenue necessaire. Puisque les circuits integres analogiques sont divers, nous en avons choisi deux types : les systemes echantillonnes et les circuits lineaires de haute frequence. Dans le premier genre, une methode de simulation est proposee. Elle est basee sur la linearisation du circuit par phase d'horloge et la resolution analytique des equations differentielles. La nouveaute qu'elle porte est de rendre la simulation transitoire du bruit physique possible en utilisant la notion du bruit gele. Quant aux circuits lineaires de haute frequence, une nouvelle methode appelee cifft est proposee afin de calculer une reponse impulsionnelle causale a partir des donnees frequentielles tabulees. En concretisation de ce travail, nous avons developpe deux modules delta sigma design kit et s-model (integre dans le simulateur eldo) pour la simulation transitoire des modulateurs - de type mash et les circuits definis par des donnees frequentielles tabulees.

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Vincent, Benjamin. "Modélisation et analyse des systèmes de commande multi-physiques." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAT091.

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Abstract:

Par multi-physiques systèmes, nous considérons les systèmes à paramètres distribués gouvernés par des lois de conservation. Ces dernières sont interconnectées par des phénomènes de transports et de couplages distribués. Cette thèse porte sur l'étude et le développement d'outils pour la modélisation et l'analyse de la classe de système pour des fins de commande. L'approche considérée repose sur la formulation géométrique des équations d'état avec la mise en œuvre des structures Hamiltoniennes à port et GENERIC. Ces formulations encodent les lois fondamentales de la physique, comme la première et la seconde loi de la thermodynamique. Les contributions portent sur la formulation structurée de systèmes multi-physiques. Des outils de réduction et de discrétisation pseudo-spectrale géométrique sont utilisés pour obtenir des modèles de commande. Une étude de stabilité et de passivité basée sur la production irréversible d'entropie est également proposée pour cette classe de systèmes. La thèse est motivée par deux applications distinctes : le problème de commande des profils de plasma dans les Tokamaks, et la réjection d'instabilités thermo-acoustiques dans un tube de Rijke. La première application vise à assurer un fonctionnement à l'état d'équilibre d'un réacteur de fusion par confinement magnétique. Les équations décrivant la dynamique du plasma à une échelle macroscopique sont les lois de conservation caractérisant les domaines physiques électromagnétiques et cinétiques (masse, moments et énergies). Des modèles structurés du plasma, avec la réaction de fusion, sont présentés sous forme 3-D, 1-D, et 0-D avec le formalisme Hamiltonien à port. Un modèle thermomagnétique du plasma est formulé avec le formalisme GENERIC ouvert. La seconde application illustre les concepts d'instabilités thermo-acoustiques que l'on retrouve par exemple dans les chambres à combustion. Le tube de Rijke est un tube vertical où une source de chaleur localisée est disposée dans sa partie inférieure. Sous certaines conditions, le processus d'échange de chaleur et le domaine acoustique sont interconnectés par un retour de boucle qui déstabilise le système. Cette instabilité se manifeste par la production d'un son bruyant
% The thesis aims at studying and developing structured-based approaches for the modelling and analysis of distributed parameter systems where thermodynamic contributions cannot be neglected. Geometric formalisms are considered for the representation of this class of dynamical systems. Key contributions include structured modelling from first principle equations, structure-preserving geometric reduction and discretization, and passivity and stability analysis for multi-physics systems based on total irreversible entropy production. The thesis is motivated by two applications: the control of burning plasma profiles in Tokamaks; and, the rejection of thermoacoustic unstabilities in a Rijke's tube. The second application illustrates an instable thermoacoustic phenomenon arising experimentally under specific geometry and heating conditions within a vertical tube. Both systems are formulated as structured ones through port-Hamiltonian and GENERIC formalisms

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Bellache, Kosseila. "Caractérisation Multi-physique des éléments de stockage électrochimique et électrostatique dédiés aux systèmes Multi sources : Approche systémique pour la gestion dynamique d'énergie électrique." Thesis, Normandie, 2018. http://www.theses.fr/2018NORMLH21.

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Abstract:

Ce travail de thèse s’inscrit dans la continuité des activités de recherche du laboratoire GREAH sur les problématiques de la gestion d’énergie électrique et de l’amélioration de la qualité énergétique des systèmes de production aux énergies renouvelables. En effet, le couplage de plusieurs sources de natures différentes entraîne des problématiques de dimensionnement, de qualité d’énergie et de la durée de vie des éléments interconnectés. La démarche scientifique repose sur la caractérisation de l'évolution des résistances et des capacités des cellules de batteries LFP/supercondensateurs en fonction des contraintes électriques et thermiques, suivi de la modélisation du vieillissement accéléré des cellules. Nous proposons dans ce mémoire de thèse des améliorations de la réponse dynamique d’un bateau fluvial à propulsion électrique par l’hybridation des batteries LFP et des supercondensateurs. Nous proposons également une approche électrothermique pour la caractérisation et la modélisation multi-physique du vieillissement des batteries et supercondensateurs en utilisant des contraintes combinées de la température et de la fréquence des ondulations du courant de charge/décharge des cellules. Les données expérimentales collectées ont permis d'établir des modèles des supercondensateurs et des batteries dédiés aux systèmes multi-sources incluant des sources d’énergie renouvelable (éoliens et hydroliens). Les modèles développés se révèlent très précis par rapport aux résultats expérimentaux. Ils permettent une bonne description du phénomène de vieillissement des batteries LFP/supercondensateurs dû aux opérations de charge/décharge avec un courant continu fluctuant combiné à une température variable
This thesis work is a continuation of the research activities of the GREAH laboratory on the issues of the management of electrical energy and improving the energy quality of production systems for renewable energy. Indeed, the coupling of several different nature sources entails the problems of dimension, quality of energy and the lifetime of the interconnected elements. The scientific approach is based on the characterization of the evolution of the resistances and capacitances of the batteries/supercapacitors cells according to the electrical and thermal constraints, followed by the modeling of accelerated cells aging. In this thesis, we propose improvements to the dynamic response of an electric propulsion fluvial boat by using the hybrid system of lithium-batteries and supercapacitors. We also propose an electrothermal approach for the multi-physical characterization and modeling of the batteries and supercapacitors aging, using combined constraints of the temperature and frequency of the DC current ripples. The experimental data has been collected to establish models of batteries and supercapacitors dedicated to multi-source systems including renewable energy sources (wind and tidal turbines). The results of the developed models shown high accuracy compared with experimental results. These models illustrated a good description of the aging phenomenon of batteries/ supercapacitors due to charging/discharging operations with a fluctuating continuous current combined with a variable temperature

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Serban, Didina. "Systemes quantiques integrables et leurs applications a la physique statistique." Paris 11, 1996. http://www.theses.fr/1996PA112271.

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Abstract:

Les travaux reunis dans cette these comportent deux parties. La premiere partie est dediee a l'etude de la solution exacte des modeles de type calogero-sutherland. Ces modeles decrivent des particules en une dimension, en interaction proportionnelle a l'inverse de la distance qui les separe au carre, et sont les exemples les plus simples de systemes a statistique fractionnaire. Ils jouent un role important dans la modelisation des phenomenes physiques en basse dimension, decrivant les excitations de bord dans l'effet hall ou la distribution des niveaux d'energie pour des grains metalliques desordonnes. Deux types de conditions aux bords compatibles avec l'integralite ont ete consideres: les conditions periodiques et les bords reflechissants. La connaissance de la solution exacte permet, dans le cas periodique, de calculer les fonctions de correlation. La structure integrale de ces systemes est retrouvee dans le cadre de la theorie conforme. Cela permet de decomposer l'espace de fock de la theorie conforme selon le contenu en quasi-particules de statistique fractionnaire. Dans la deuxieme partie de la these, les methodes de la theorie conforme sont adaptes a l'etude des systemes desordonnes. Le phenomene etudie est la transition entre plateaux dans l'effet hall entier, a travers un modele de fermions en deux dimensions en potentiel aleatoire. Sous certaines hypotheses, le point critique de ce systeme est decrit par une theorie conforme ayant comme symetrie une super-algebre de courants. Cette theorie est etudiee en detail et le calcul des fonctions de correlation des champs primaires met en evidence l'apparition d'une dependance logarithmique, phenomene inhabituel pour une theorie conforme. Cependant, cette theorie ne fournit pas l'exposant critique attendu pour la transition localisation/delocalisation

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Royer, Patrick. "Contribution a l'analyse d'identifiabilite de systemes issus d'une modelisation physique." Paris, CNAM, 1997. http://www.theses.fr/1997CNAM0300.

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Abstract:

Lorsqu'on cherche a comprendre et decrire le comportement d'un systeme, les connaissances a priori que l'on a ne sont, en general, pas suffisantes pour qu'un modele puisse en etre deduit directement. Les equations definissant le modele comportent des parametres inconnus qu'il faut estimer a partir de resultats experimentaux (par identification parametrique). Savoir si les parametres pourront etre determines de maniere unique a partir des experimentations correspond a la notion d'identifiabilite. Dans ce memoire nous nous sommes interesse a la l'identifiabilite des parametres de systemes issus d'une modelisation physique. Le manuscrit est compose de trois chapitres. Dans le premier chapitre nous avons choisi d'aborder la problematique de l'identifiabilite des parametres d'un systeme independamment de la formulation des equations de la dynamique et nous avons adopte pour cela une approche fonctionnelle. Dans le deuxieme chapitre, nous avons analyse l'identifiabilite des parametres d'un modele en graphe de liaison en utilisant la specificite de ces modeles en terme de fonction d'energie et de reseau de couplage. Pour faire cette analyse nous nous sommes restreints au cas des modeles en graphe de liaison de systemes non resistifs pour lesquels la dynamique s'interprete geometriquement comme celle des systemes hamiltoniens generalises. Enfin dans le troisieme chapitre, nous avons applique l'approche fonctionnelle, decrite dans le premier chapitre, sur le cas d'un modele de l'echangeur thermique du laboratoire d'automatisme industriel du conservatoire national des arts et metiers et nous avons constate que cette approche permettait de reduire la complexite des calculs analytiques necessaires pour etudier l'identifiabilite des parametres de ce systeme.

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El, Azzouzi Khalid. "Modélisation et simulation numérique à l’échelle des fibres du comportement dynamique d’un multifilament unidirectionnel en placement de fibres robotisé." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2016. http://www.theses.fr/2016ECDN0027.

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Abstract:

Le comportement mécanique d’un fil de carbone en compression transverse est caractérisé par des déplacements relatifs importants entre fibres, ce qui lui confère un comportement fortement non-linéaire lié aux contacts inter-fibres. Le caractère multi-échelle de la structure fibreuse rend problématique la caractérisation du comportement mécanique du fil de carbone utilisé dans le procédé de placement de fibres sèches automatisé. La complexité de la modélisation mécanique de ce milieu fibreux à l’échelle des fibres est due au fait que la forte non-linéarité mécanique dépend en grande partie de la configuration géométrique des fibres, des interactions de contact-frottement entre elles et le contexte dynamique de la dépose. Le couplage fort entre chargements et modes de déformation dans les différentes directions et l’évolution de la microstructure, qu’il est bien difficile d’appréhender, accentuent fortement la complexité de la modélisation d’une telle structure fibreuse. Le travail de la thèse s’inscrit dans le cadre de l’optimisation du moyen de dépose robotisé de fils secs avec une source de chaleur par laser. Afin de comprendre le comportement thermo-mécanique du fil au cours de la dépose, un modèle dynamique a été développé pour simuler un milieu fibreux en interaction. Le but est de pouvoir prédire le réarrangement des fibres dans un fil sous sollicitation, ainsi que l’évolution des points de contact entre fibres. Ce travail est une première étape vers l’objectif final qui est de définir les paramètres procédés par rapport à la nature des fils secs déposés permettant d’obtenir une préforme de bonne qualité avec une vitesse de dépose élevée
The mechanical behavior of the carbon tow in lateral pressure characterized by the relative movement between fibers giving it a non-linear behavior because of the contact inter-fibers. The fact that the fibrous structure of the tow makes it difficult to characterize its mechanical behavior during the automated placement. The complexity of the mechanical modeling of this fibrous media at fiber scale is due to the fact that the mechanical non-linearity depends in large part to the geometric configuration of fibers, the friction between fibers and also the dynamic environment of the placement. The mechanical modeling complexity is a consequence of the tight coupling between loading and deformation directions modifying the microstructure. This thesis is in keeping with the parameter optimization of the Automated Dry Fiber Placement process with a laser heat source. In order to improve understanding the thermos-mechanical behavior of tow during placement, a dynamic model has been developed to simulate the interaction between fibers. The aim is to be able to predict the geometric configuration of fibers under loading, as well as the position of the contact points. These works are the first step to achieving the objective of identifying and optimizing process parameters in order to increase the lay down speed as well as the quality of the preform

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Philippot, Alexandre. "CONTRIBUTION AU DIAGNOSTIC DECENTRALISE DES SYSTEMES A EVENEMENTS DISCRETS : APPLICATION AUX SYSTEMES MANUFACTURIERS." Phd thesis, Université de Reims - Champagne Ardenne, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00136967.

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Abstract:

Le diagnostic des défaillances des systèmes industriels est à l'origine de nombreux travaux depuis ces dernières années. Il est défini comme l'opération permettant de détecter et de localiser un défaut. La détection de défauts consiste à rendre une décision sur l'état du système qu'il soit en fonctionnement normal ou défaillant. Cette opération est ensuite suivie d'une étape de localisation du défaut afin d'identifier ses causes et son origine.
Ce mémoire de thèse présente une approche décentralisée avec coordinateur pour le diagnostic des Systèmes à Evénements Discrets (SED) et plus particulièrement pour les systèmes manufacturiers composés de capteurs et d'actionneurs discrets. Cette approche considère la Partie Opérative (PO) comme un ensemble d'éléments composé d'un actionneur et d'un ensemble de capteurs. La construction des diagnostiqueurs s'appuie sur une modélisation modulaire des éléments de la Partie Opérative, d'un modèle des spécifications de la Partie Commande (PC) et d'une information temporelle liée à la réactivité des actionneurs. Chaque diagnostiqueur représente un observateur de l'état du système affecté d'une étiquette de décision, cette décision étant le résultat de l'observation des événements, des conditions sur les états du système et/ou sur le temps de retard entre événements.
Afin de définir la capacité de l'ensemble des diagnostiqueurs locaux à diagnostiquer un ensemble de défauts dans un délai fini, une notion de codiagnosticabilité a été établie. Dans cette thèse, cette notion tient compte de la modélisation des défauts à base d'événements, à base d'états et à base d'informations temporelles. Elle détermine ainsi l'ensemble des défauts que la structure décentralisée peut diagnostiquer.
L'ensemble des décisions locales doit être ensuite agrégé afin d'obtenir une décision globale sur l'état du système. Cette fusion est réalisée par un coordinateur construit à partir d'un ensemble de règles permettant de résoudre les différents problèmes d'indécision et d'ambiguïté entre les diagnostiqueurs locaux. Ce coordinateur permet d'obtenir des performances de diagnostic équivalentes à celles d'un diagnostiqueur centralisé. Deux exemples d'applications manufacturières illustrent l'efficacité et l'intérêt de la structure décentralisée en terme d'explosion combinatoire. Un simulateur basé sur Stateflow de Matlab permet de tester et valider l'approche proposée.

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

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Abstract:

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

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GASCON, Ferran. "Modélisation physique d'images de télédétection optique." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009863.

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Abstract:

En télédétection optique, les modèles de transfert radiatif à l'intérieur du paysage terrestre et de l'atmosphère permettent de simuler et d'analyser la mesure radiométrique. Ces modèles, utilisés en mode "direct", reproduisent la mesure et aident à la spécification technique des futurs capteurs. De même, en mode "inverse", ils permettent d'estimer des paramètres de surface pour toute configuration d'observation et avec peu de mesures in situ. Actuellement, les principales limitations des modèles existants sont au niveau des hypothèses simplificatrices dans la représentation géométrique du paysage (spécialement pour la végétation). Ces simplifications affectent fortement les niveaux radiométriques et la texture des images à toute résolution spatiale. Ce-ci est particulièrement évident pour les images à très haute résolution spatiale (de l'ordre du mètre). Ainsi, il convient d'utiliser des modèles avec une représentation tridimensionnelle réaliste du paysage terrestre. L'objectif principal de cette thèse était d'améliorer la précision et la robustesse d'un modèle de transfert radiatif tridimensionnel (DART). Ce modèle simule la propagation du rayonnement avec les méthodes du suivi de rayons et des ordonnées discrètes à l'intérieur d'un milieu composé de cellules turbides (pour la végétation et l'air) et des cellules contenant des figures opaques (pour les murs, sol, troncs, etc.). La précision radiométrique a été améliorée avec l'introduction de nouvelles hypothèses simplificatrices concernant la modélisation du transfert radiatif appliquée aux cellules turbides et opaques. La robustesse a été fortement améliorée avec la modélisation intégrée du transfert radiatif atmosphérique et avec la possibilité de simuler tout type de paysage (naturel ou artificiel). DART a été validé en le comparant à d'autres modèles de transfert radiatif et des images aéroportées d'une zone urbaine. Le modèle a prouvé être efficient pour la spécification des caractéristiques techniques du futur capteur à très haute résolution spatiale de la constellation de satellites Plé iades. Finalement, DART a été appliqué pour l'estimation des paramètres biophysiques (indice foliaire, taux de couverture arborée et concentration en chlorophylle des feuilles) d'une forêt tempérée à partir d'images satellitaires SPOT (20 mètres de résolution) et Ikonos (résolution de l'ordre du mètre).

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Boussaid, Khaled. "Sols intermédiaires pour la modélisation physique." Nantes, 2005. http://www.theses.fr/2005NANT2130.

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Abstract:

Pour la modélisation physique dans le domaine géotechnique, un matériau représentatif de sols intermédiaires « intermediate soils », dont le comportement est proche de celui des sols naturels non grossiers, a été étudié. Différents mélanges composés de sable de Fontainebleau, de kaolinite speswhite et d’eau ont été testés. Les effets de la teneur en eau, du taux de kaolinite, de la méthode et de l’intensité du compactage ainsi que de la vitesse d’essai de cisaillement, sur l’évolution du comportement mécanique ont été quantifiés sur des petites éprouvettes de sol. Une méthodologie expérimentale a été développée permettant de reconstituer de gros massifs de sol intermédiaires, homogènes et répétitifs, nécessaires aux essais sur modèles réduits (essais en centrifugeuse, en chambre d’étalonnage, en cuve). Les premières applications ont porté sur le comportement de fondations superficielles dans ces sols intermédiaires. Une série d’essais sur modèles réduits centrifugés a été réalisée avec une semelle circulaire pour l’étude des corrélations entre la charge de rupture et la résistance de pointe du pénétromètre statique. La deuxième série effectuée avec une semelle filante a porté sur la réduction de portance due à la proximité d’un talus. Les résultats obtenus ont été confrontés avec les règles techniques françaises ( Fascicule 62).

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Gascon, Ferran. "Modélisation physique d'images de télédétection optique." Toulouse 3, 2001. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009863.

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Mallet, Jessy. "Contribution à la modélisation et à la simulation numérique multi-échelle du transport cinétique électronique dans un plasma chaud." Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14584/document.

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Abstract:

En physique des plasmas, le transport des électrons peut être décrit d'un point de vue cinétique ou d'un point de vue hydrodynamique.En théorie cinétique, une équation de Fokker-Planck couplée aux équations de Maxwell est utilisée habituellement pour décrire l'évolution des électrons dans un plasma collisionnel. Plus précisément la solution de l'équation cinétique est une fonction de distribution non négative f spécifiant la densité des particules en fonction de la vitesse des particules, le temps et la position dans l'espace. Afin d'approcher la solution de ce problème cinétique, de nombreuses méthodes de calcul ont été développées. Ici, une méthode déterministe est proposée dans une géométrie plane. Cette méthode est basée sur différents schémas numériques d'ordre élevé . Chaque schéma déterministe utilisé présente de nombreuses propriétés fondamentales telles que la conservation du flux de particules, la préservation de la positivité de la fonction de distribution et la conservation de l'énergie. Cependant, le coût de calcul cinétique pour cette méthode précise est trop élevé pour être utilisé dans la pratique, en particulier dans un espace multidimensionnel.Afin de réduire ce temps de calcul, le plasma peut être décrit par un modèle hydrodynamique. Toutefois, pour les nouvelles cibles à haute énergie, les effets cinétiques sont trop importants pour les négliger et remplacer le calcul cinétique par des modèles habituels d'Euler macroscopiques. C'est pourquoi une approche alternative est proposée en considérant une description intermédiaire entre le modèle fluide et le modèle cinétique. Pour décrire le transport des électrons, le nouveau modèle réduit cinétique M1 est basé sur une approche aux moments pour le système Maxwell-Fokker-Planck. Ce modèle aux moments utilise des intégrations de la fonction de distribution des électrons sur la direction de propagation et ne retient que l'énergie des particules comme variable cinétique. La variable de vitesse est écrite en coordonnées sphériques et le modèle est défini en considérant le système de moments par rapport à la variable angulaire. La fermeture du système de moments est obtenue sous l'hypothèse que la fonction de distribution est une fonction d'entropie minimale. Ce modèle satisfait les propriétés fondamentales telles que la conservation de la positivité de la fonction de distribution, les lois de conservation pour les opérateurs de collision et la dissipation d'entropie. En outre une discrétisation entropique avec la variable de vitesse est proposée sur le modèle semi-discret. De plus, le modèle M1 peut être généralisé au modèle MN en considérant N moments donnés. Le modèle aux N-moments obtenu préserve également les propriétés fondamentales telles que les lois de conservation et la dissipation de l'entropie. Le schéma semi-discret associé préserve les propriétés de conservation et de décroissance de l'entropie
In plasma physics, the transport of electrons can be described from a kinetic point of view or from an hydrodynamical point of view.Classically in kinetic theory, a Fokker-Planck equation coupled with Maxwell equations is used to describe the evolution of electrons in a collisional plasma. More precisely the solution of the kinetic equations is a non-negative distribution function f specifying the density of particles as a function of velocity of particles, the time and the position in space. In order to approximate the solution of such problems, many computational methods have been developed. Here, a deterministic method is proposed in a planar geometry. This method is based on different high order numerical schemes. Each deterministic scheme used presents many fundamental properties such as conservation of flux particles, preservation of positivity of the distribution function and conservation of energy. However the kinetic computation of this accurate method is too expensive to be used in practical computation especially in multi-dimensional space.To reduce the computational time, the plasma can be described by an hydrodynamic model. However for the new high energy target drivers, the kinetic effects are too important to neglect them and replace kinetic calculus by usual macroscopic Euler models.That is why an alternative approach is proposed by considering an intermediate description between the fluid and the kinetic level. To describe the transport of electrons, the new reduced kinetic model M1 proposed is based on a moment approach for Maxwell-Fokker-Planck equations. This moment model uses integration of the electron distribution function on the propagating direction and retains only the energy of particles as kinetic variable. The velocity variable is written in spherical coordinates and the model is written by considering the system of moments with respect to the angular variable. The closure of the moments system is obtained under the assumption that the distribution function is a minimum entropy function. This model is proved to satisfy fundamental properties such as the non-negativity of the distribution function, conservation laws for collision operators and entropy dissipation. Moreover an entropic discretization in the velocity variable is proposed on the semi-discrete model. Moreover the M1 model can be generalized to the MN model by considering N given moments. The N-moments model obtained also preserves fundamental properties such as conservation laws and entropy dissipation. The associated semi-discrete scheme is shown to preserve the conservation properties and entropy decay

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Joukhadar, Ammar. "Simulation dynamique et applications robotiques." Phd thesis, Grenoble INPG, 1997. http://www.theses.fr/1997INPG0069.

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Abstract:

Nous décrivons, dans cette thèse, des modèles et des algorithmes conçus pour produire des simulations dynamiques efficaces et consistantes, dans le contexte de la Robotique d'intervention (c'est-à-dire, pour les tâches robotiques qui impliquent des contraintes fortes sur la nature de l'interaction entre des objets qui ne sont pas forcément rigides). Ces modèles et ces algorithmes ont été intégrés et implantés dans le système Robot_Phy qui peut être potentiellement reconfiguré pour traiter une grande variété de tâches d'intervention, comme la manipulation dextre d'un objet par une main robotique, la manipulation d'un objet non rigide, la téléprogrammation du mouvement d'un véhicule tout-terrain, ou encore des tâches chirurgicales assistées par robot (par exemple, le positionnement d'un ligament artificiel dans la chirurgie du genou). L'approche utilise une nouvelle technique de modélisation physique pour produire des simulations dynamiques qui sont à la fois efficaces et consistantes avec les lois de la physique. Les avantages par rapport aux travaux antérieurs dans le domaine de la robotique et de la synthèse d'image sont: le développement d'une structure unique pour traiter simultanément le mouvement, les déformations, et les interactions; et l'incorporation d'algorithmes et de modèles appropriés pour obtenir un temps d'exécution efficace en assurant un comportement consistant avec les lois de la physique. Les contributions principales de ce système sont: l'intégration de la notion du système masse/ressort avec la dynamique d'objets rigides, la discrétisation adaptative basée sur la notion de matrice d'inertie et de centre d'inertie, le pas de temps adaptatif basé sur la notion de l'énergie mécanique pour optimiser le temps de calcul et éviter la divergence numérique, la détection rapide du contact entre polyèdres déformables, et l'identification des paramètres physiques en utilisant les algorithmes génétiques
We describe models and algorithms designed to produce efficient and physically consistent dynamic simulations. These models and algorithms have been implemented within the RobotΦ system\cite(RAP95) which can potentially be configured for a large variety of interven\-tion-style tasks such as dextrous manipulations with a robot hand; manipulation of non-rigid objects; tele-programming of the motions of an all-terrain vehicle; and some robot assisted surgery tasks (e. G. Positioning of an artificial ligament in knee surgery). The approach uses a novel physically based modeling technique to produce dynamic simulations which are both efficient and consistent according to the laws of the Physics. The main advances over previous works in Robotics and Computer Graphics fields are twofold: the development of a unique framework for simultaneously processing motions, deformations, and physical interactions; and the incorporation of appropriate models and algorithms for obtaining efficient processing times while insuring consistent physical behaviors

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Yin, Yuan. "Physics-Aware Deep Learning and Dynamical Systems : Hybrid Modeling and Generalization." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. http://www.theses.fr/2023SORUS161.

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Abstract:

L'apprentissage profond a fait des progrès dans divers domaines et est devenu un outil prometteur pour modéliser les phénomènes dynamiques physiques présentant des relations hautement non linéaires. Cependant, les approches existantes sont limitées dans leur capacité à faire des prédictions physiquement fiables en raison du manque de connaissances préalables et à gérer les scénarios du monde réel où les données proviennent de dynamiques multiples ou sont irrégulièrement distribuées dans le temps et l'espace. Cette thèse vise à surmonter ces limitations dans les directions suivantes: améliorer la modélisation de la dynamique basée sur les réseaux neuronaux en exploitant des modèles physiques grâce à la modélisation hybride ; étendre le pouvoir de généralisation des modèles de dynamique en apprenant les similitudes à partir de données de différentes dynamiques pour extrapoler vers des systèmes invisibles ; et gérer les données de forme libre et prédire continuellement les phénomènes dans le temps et l'espace grâce à la modélisation continue. Nous soulignons la polyvalence des techniques d'apprentissage profond, et les directions proposées montrent des promesses pour améliorer leur précision et leur puissance de généralisation, ouvrant la voie à des recherches futures dans de nouvelles applications
Deep learning has made significant progress in various fields and has emerged as a promising tool for modeling physical dynamical phenomena that exhibit highly nonlinear relationships. However, existing approaches are limited in their ability to make physically sound predictions due to the lack of prior knowledge and to handle real-world scenarios where data comes from multiple dynamics or is irregularly distributed in time and space. This thesis aims to overcome these limitations in the following directions: improving neural network-based dynamics modeling by leveraging physical models through hybrid modeling; extending the generalization power of dynamics models by learning commonalities from data of different dynamics to extrapolate to unseen systems; and handling free-form data and continuously predicting phenomena in time and space through continuous modeling. We highlight the versatility of deep learning techniques, and the proposed directions show promise for improving their accuracy and generalization power, paving the way for future research in new applications

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AZARIA, PATRICK. "Systemes frustres." Paris 6, 1988. http://www.theses.fr/1988PA066641.

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Abstract:

Etude de l'ordre magnetique et des transitions de phase dans les systemes de spins frustres. Une attention particuliere est donnee au phenomene de reentrance, au probleme du champ aleatoire et aux excitations elementaires lorsque les spins sont quantiques

Dissertations / Theses on the topic 'Modélisation des systemes physique'

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